Energia potenziale: che cos’è
L’energia potenziale, espressa nella scienza come U, è l’energia che è immagazzinata all’interno di un oggetto non in movimento, ma capace di divenire attiva. Quando è a riposo, qualsiasi oggetto ha un’energia potenziale di massa di riposo; se l’oggetto è in grado di essere influenzato dalla gravità ed ha quindi la capacità di cadere, ha un potere energico gravitazionale. Una volta che un oggetto è in movimento, l’energia potenziale viene convertita in energia cinetica, che è l’energia del movimento.
Sono tante le varianti di questa particolare energia. Andiamo ad osservarne alcune tipologie in base a degli esempi concreti:
- il pendolo di un orologio, nella parte superiore della sua oscillazione, ha un’energia potenziale gravitazionale che viene convertita in energia cinetica mentre cade.
- l’energia potenziale elastica è presente in un oggetto che può essere allungato e rimbalzato, come un elastico. L‘energia potenziale viene immagazzinata quando un elastico viene allungato e convertito in energia cinetica quando l’elastico viene rilasciato.
- altri tipi di quest’energia includono la sostanza chimica, che è correlata alla formazione di legami chimici ed elettrici, espressa come tensione.
Applicazione nell’energia chimica
L’energia chimica è una forma di energia potenziale prodotta durante le reazioni chimiche. Viene immagazzinata in alimenti, batterie e combustibili come carbone, benzina e gas naturale. Questi elementi rilasciano energia chimica a seguito di reazioni chimiche. L’energia elettrica è ottenuta da celle e batterie elettriche a seguito della reazione chimica tra varie sostanze presenti in essi. Gli animali ricavano calore e energia muscolare dal cibo che mangiano.
Energia meccanica
Energia gravitazionale
L’energia gravitazionale è l’energia immagazzinata in un oggetto a causa della sua altezza. Quando eleviamo un mattone fino ad una certa altezza, questo si carica di energia gravitazionale.
Le formule da ricordare
La formula per l’energia potenziale di un sistema dipende dalle forze sul lavoro e dai componenti di un sistema. Tutti i sistemi macroscopici al di fuori del nucleo atomico sono governati dalle forze elettromagnetiche o gravitazionali. L’energia potenziale viene misurata nell’unità SI di “Joule”.
- Formula energia gravitazionale
PE = mgh
dove PE sta per energia potenziale,
m per massa dell’oggetto
g per accelerazione dovuta alla gravità = costante
h per altezza sopra la superficie terrestre
- Energia elastica
= ½ kx2
dove x è il parametro di spostamento per una molla.
