Qual è la differenza tra energia potenziale e cinetica?
La differenza tra energia potenziale e cinetica si riduce a una proprietà molto semplice dell'oggetto. Se un oggetto si muove, ha energia cinetica o energia cinetica è l'energia del movimento. L'energia potenziale è l'energia che viene immagazzinata in un oggetto e può essere rilasciata nelle giuste condizioni. Pertanto, la differenza tra energia potenziale e cinetica dipende dal fatto che un oggetto si muova o meno.
Molti oggetti hanno energia potenziale che può essere rilasciata in molti modi diversi. I carburanti e gli alimenti contengono energia potenziale, che viene rilasciata rispettivamente come calore o energia chimica. Le molle contengono anche energia potenziale. Quando viene rilasciata una molla, l'energia potenziale viene rilasciata come energia cinetica. Un altro esempio di energia potenziale è l'energia potenziale gravitazionale.
L'energia potenziale gravitazionale è un tipo di energia che un oggetto ha a causa del suo essere sollevato dal suolo. La quantità di energia potenziale gravitazionale che l'oggetto ha mentre viene sollevata può essere determinata misurando la quantità di lavoro necessaria per raggiungere l'oggetto utilizzando l'altezza sollevata (h), la sua massa (m) e l'attrazione gravitazionale del terra (g), che è 10 N / kg. La formula per l'energia potenziale gravitazionale è GPE = mgh. Ad esempio, un peso di 50 kg sollevato di 5 m avrebbe un GPE di 50 x 5 x 10, o 2500 joule (J), l'unità per l'energia.
Se il peso utilizzato nell'esempio precedente fosse rilasciato, la sua energia potenziale gravitazionale si trasformerebbe in energia cinetica. Il peso inizia con solo energia potenziale gravitazionale mentre è tenuto da terra. Quando viene rilasciato, inizia ad accelerare verso terra a causa della forza gravitazionale. Mentre lo farà, avrà sia energia potenziale che cinetica. Più si avvicina al suolo, maggiore è la sua energia potenziale trasferita all'energia cinetica fino a quando non sta per colpire il suolo e tutta l'energia si è trasformata in energia cinetica.
Questo è il principio alla base della conservazione dell'energia in fisica. La conservazione dell'energia afferma che l'energia non può essere né distrutta né creata ed è una legge fondamentale della fisica. Dall'alto, inizialmente, l'energia potenziale gravitazionale è stata trasferita dal lavoro per sollevare il peso. In secondo luogo, l'energia cinetica è stata trasferita dall'energia potenziale gravitazionale immagazzinata del peso sollevato. In altre parole, l'energia potenziale e cinetica sono le stesse.
L'energia cinetica viene calcolata usando la massa (m) di un oggetto e la sua velocità (v) nella seguente equazione - KE = ½ mv 2 (massa x velocità quadrata divisa per 2). Usando il nostro esempio sopra, conosciamo già l'energia cinetica del peso perché l'energia potenziale e cinetica sono le stesse. Il peso ha un'energia cinetica di 2500 J poco prima che colpisca il suolo. Possiamo usarlo per determinare la sua velocità quando colpisce il suolo o la sua velocità di impatto. Riorganizzando la formula per l'energia cinetica, otteniamo - v 2 = 2KE / mo v 2 = 2 x 2500/50 = 100, quindi la velocità di impatto del peso è 10 m / s (la radice quadrata di 100).