La conservazione dell'energia
Mentre un oggetto si muove, la sua energia può passare avanti e indietro tra moto (energia cinetica) e posizione (energia potenziale), ma l'energia meccanica totale resta la stessa finché attrito e resistenza dell'aria non ne portano via. Un oggetto che cade scambia altezza con velocità, e uno che sale scambia velocità con altezza — la somma non cambia mai.
E = ½ · m · v² + m · g · h
- E — energia meccanica totale (J): l'energia combinata di moto e posizione, costante senza attrito
- m — massa (kg): quanta materia ha l'oggetto
- v — velocità (m/s): quanto veloce si muove l'oggetto in quel momento
- g — accelerazione di gravità (m/s²): la forza della gravità, circa 9.8 m/s² presso la superficie terrestre
- h — altezza (m): quanto in alto sta l'oggetto rispetto a un livello di riferimento
Una sfera di 2 kg percorre la sua traiettoria a un'altezza di 5 m dal suolo, muovendosi a 4 m/s. Usando g = 9.8 metri al secondo quadrato, qual è la sua energia meccanica totale?
- m = 2 kg
- v = 4 m/s
- h = 5 m
- E = ½ · m · v² + m · g · h
- E = ½ · 2 kg · (4 m/s)² + 2 kg · 9.8 m/s² · 5 m
E = 114 J