• Thursday September 16,2021

Energia potenziale

Vi spieghiamo qual è l'energia potenziale, i diversi tipi di energia potenziale che esistono e alcuni esempi di questa energia meccanica.

Alcuni esempi grafici di energia potenziale.
  1. Qual è l'energia potenziale?

L'energia potenziale è un tipo di energia meccanica, che è associata alla relazione tra un corpo e un campo o sistema di forza esterno (se l'oggetto si trova in il campo) o interno (se il campo è all'interno dell'oggetto). È, per così dire, dell'energia al potere, cioè può essere immediatamente trasformata in altre forme di energia, come la cinetica, per esempio.

L'energia potenziale di un sistema, qualunque sia la sua origine, rappresenta l'energia immagazzinata in esso data la sua configurazione o la sua posizione, e quindi per misurarla un punto di riferimento o una configurazione devono essere presi in considerazione.

Il concetto di energia potenziale è utile sia per i sistemi fisici conservativi (che tendono a preservare l'energia) che dissipativi (che tendono a perderla), per i quali deve aggiungere energia Cinetica del sistema: questa somma serve a fornire l'energia meccanica totale di essa:

Energia potenziale + energia cinetica = energia meccanica totale

Questo tipo di energia è studiato non solo dalla meccanica classica, ma anche dalla meccanica relativistica e dalla fisica quantistica solo ai sistemi di particelle. L'energia potenziale può essere classificata in base alle forze che danno origine a gravità, elastica, chimica, tra gli altri.

Vedi anche: Energia solare.

  1. Energia potenziale gravitazionale

Questo tipo di energia potenziale è definita in base all'attrazione gravitazionale della Terra, o tra masse di diversa grandezza situate l'una in prossimità dell'altra. Queste masse possono essere quella del Sole e dei pianeti che lo orbitano, o quella di un carro della montagna russa quando raggiunge la cima della cima.

In questo ultimo esempio, l'energia potenziale che l'attrazione terrestre gravitazionale accumula nell'auto che raggiunge la cima è la più grande possibile nel suo percorso pianificato, e quindi viene trasformata in energia cinetica a rilasciare il carro nella sua caduta lungo le rotaie. A quel punto di massima accumulazione di energia la sua velocità sarà 0 e non ci sarà alcun movimento.

  1. Energia potenziale elastica

L'energia potenziale elastica ha a che fare con la proprietà dell'elasticità della materia, che è la tendenza a recuperare bruscamente la sua forma iniziale dopo essere stata sottoposta a forze di deformazione maggiori della sua resistenza. Questo movimento improvviso è quello che opera nelle molle, che sono compresse e decompresse, o dà significato agli antichi armamenti di guerra come le catapulte o gli archi che lanciano frecce.

In questo ultimo esempio, l'energia potenziale elastica raggiunge il suo massimo livello quando l'arco si stringe quando si tira la fibra elastica, piegando leggermente il legno, ma con velocità = 0 ferma. Il momento successivo l'energia potenziale diventa cinetica e la freccia viene lanciata in avanti a tutta velocità.

  1. Energia potenziale chimica

La combustione del motore converte la potenziale energia chimica in energia cinetica.

Nel caso dell'energia potenziale chimica, ci riferiamo al modo in cui gli atomi e le molecole sono strutturati in legami chimici in grado di immagazzinare energia, proprio come avviene nel corpo degli animali con glucosio, il composto da cui otteniamo il energia per alimentare il nostro metabolismo.

Quest'ultimo si verifica dall'ossidazione della molecola di glucosio, i cui legami, quando rotti, liberano l'energia potenziale chimica che era in essi. Lo stesso accade, ad esempio, con il combustibile fossile (idrocarburi) nel serbatoio del gas dell'auto, prima di essere sottoposto a combustione nel motore che convertirà la sua potenziale energia chimica in energia cinetica per avviare il veicolo.

  1. Energia potenziale elettrostatica

In termini di elettricità, si applica anche il concetto di energia potenziale, soprattutto quando si parla di circuiti elettrici (in cui viene conservata l'elettricità) o di metodi per immagazzinare la corrente, che possono quindi essere convertiti in altre forme di energia, come la cinetica, termica o leggera, vista l'enorme versatilità dell'elettricità.

Il potenziale elettrico viene infatti calcolato attraverso energia potenziale elettrostatica, che può essere repulsiva (se le cariche sono uguali) o attraente (se hanno un segno diverso), dando così origine a energia potenziale positiva o negativa, a seconda dei casi. .

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