Energia potenziale

Contenuto

• Tipi di energia potenziale
• Esempi di energia potenziale
• Altri tipi di energia

In fisica, chiamiamo energia la capacità di lavorare.

L'energia può essere:

• Elettrico: il risultato di una potenziale differenza tra due punti.
• Luce: la parte dell'energia trasportata dalla luce che può essere percepita con l'occhio umano.
• Meccanica: è dovuto alla posizione e al movimento di un corpo. È la somma dell'energia potenziale, cinetica ed elastica.
• Termico: forza che viene rilasciata sotto forma di calore.
• Vento: ottenuta tramite il vento, viene solitamente utilizzata per trasformarla in energia elettrica.
• Solare: viene utilizzata la radiazione elettromagnetica del sole.
• Nucleare: da una reazione nucleare, dal fusione e la fissione nucleare.
• Cinetica: quello che ha un oggetto a causa del suo movimento.
• Chimica o reazione: da cibo e carburante.
• Idraulico o idroelettrico: è il risultato dell'energia cinetica e potenziale della corrente dell'acqua.
• Sonora: è prodotto dalla vibrazione di un oggetto e dall'aria che lo circonda.
• Radiante: proviene da onde elettromagnetiche.
• Fotovoltaico: consente la trasformazione della luce solare in energia elettrica.
• Ionico: è l'energia necessaria per separare un elettrone dal suo atomo.
• Geotermico: quello che viene dal calore della terra.
• Onda di marea: proviene dal movimento delle maree.
• Elettromagnetico: dipende da un campo elettrico e magnetico. È costituito da energia radiante, calorica ed elettrica.
• Metabolico: è l'energia che gli organismi ottengono dai loro processi chimici a livello cellulare.

Guarda anche: Esempi di energia nella vita quotidiana

Quando parliamo di energia potenziale ci riferiamo a un'energia considerata all'interno di un sistema. L'energia potenziale di un corpo è la capacità che ha di sviluppare un'azione a seconda delle forze che i corpi del sistema eseguono l'uno contro l'altro.

In altre parole, l'energia potenziale è la capacità di generare lavoro come conseguenza della posizione di un corpo.

L'energia potenziale di un sistema fisico è quella che il sistema ha immagazzinato. È il lavoro svolto dalle forze su un sistema fisico per spostarlo da una posizione all'altra.

È diverso dal Energia cinetica, poiché quest'ultimo si manifesta solo quando un corpo è in movimento, mentre l'energia potenziale è disponibile quando il corpo è immobile.

È importante ricordare che quando parliamo del movimento o dell'immobilità di un corpo, lo facciamo sempre da un certo punto di vista. Quando parliamo di energia potenziale, ci riferiamo all'immobilità di un corpo all'interno del sistema. Ad esempio, una persona seduta su un treno è immobile dal punto di vista del sistema della sua cabina. Tuttavia, se vista dall'esterno del treno, la persona si sta muovendo.

Tipi di energia potenziale

• Energia potenziale gravitazionale: è l'energia potenziale di un corpo sospeso ad una certa altezza. Cioè, l'energia che avrà se smette di essere sospeso e la gravità inizia ad interagire con detto corpo. Quando consideriamo l'energia potenziale gravitazionale di un oggetto vicino alla superficie terrestre, la sua grandezza è uguale al peso del corpo per l'altezza.
• Energia potenziale elastica: è l'energia che un corpo ha immagazzinato quando è deformato. L'energia potenziale è diversa in ogni materiale, a seconda della sua elasticità (capacità di tornare alla posizione iniziale dopo la sua deformazione).
• Energia potenziale elettrostatica: quello che si trova negli oggetti che si respingono o si attraggono. L'energia potenziale è maggiore quanto più sono vicine se si respingono a vicenda, mentre è maggiore quanto più sono lontane se si attraggono.
• Energia potenziale chimica: dipende dall'organizzazione strutturale degli atomi e molecole.
• Energia potenziale nucleare: È dovuto alle intense forze che legano e respingono protoni e neutroni tra loro.

Esempi di energia potenziale

1. Palloncini: Quando riempiamo un pallone, costringiamo un gas a rimanere in uno spazio delimitato. La pressione esercitata da quell'aria allunga le pareti del pallone. Una volta che abbiamo finito di riempire il palloncino, il sistema è immobile. Tuttavia, l'aria compressa all'interno del pallone ha una grande quantità di energia potenziale. Se un palloncino si apre, quell'energia diventa energia cinetica e sonora.
2. Una mela su un ramo di un albero: Mentre è sospeso, ha energia potenziale gravitazionale, che sarà disponibile non appena sarà staccato dal ramo.
3. Un barilotto: L'aquilone è sospeso in aria grazie all'effetto del vento. Se il vento si ferma, avrà a disposizione la sua energia potenziale gravitazionale. L'aquilone è solitamente più alto della mela sul ramo dell'albero, cioè la sua energia potenziale gravitazionale (peso per altezza) è maggiore. Tuttavia, cade più lentamente di una mela. Questo perché l'aria esercita una forza opposta a quella del gravità, che si chiama "attrito". Poiché la canna ha una superficie maggiore della mela, subisce una maggiore forza di attrito quando cade.
4. Montagne russe: Il mobile delle montagne russe ottiene la sua energia potenziale mentre sale verso le vette. Questi picchi funzionano come punti di equilibrio meccanico instabili. Per arrivare in cima, il cellulare deve utilizzare la potenza del suo motore. Tuttavia, una volta saliti, il resto del viaggio viene compiuto grazie all'energia potenziale gravitazionale, che riesce addirittura a farla salire verso nuove vette.
5. Pendolo: Un semplice pendolo è un oggetto pesante legato ad un albero da un filo inestensibile (che ne mantiene costante la lunghezza). Se posizioniamo l'oggetto pesante a due metri di altezza e lo lasciamo andare, sul lato opposto del pendolo raggiungerà esattamente due metri di altezza. Questo perché la sua energia potenziale gravitazionale lo spinge a resistere alla gravità nella stessa misura in cui ne è stato attratto. I pendoli alla fine si fermano a causa della forza di attrito dell'aria, mai a causa della forza di gravità, poiché quella forza continua a causare il movimento indefinitamente.
6. Siediti su un divano: Il cuscino (cuscino) del divano su cui ci sediamo è compresso (deformato) dal nostro peso. L'energia potenziale elastica si trova in questa deformazione. Se c'è una piuma sullo stesso cuscino, nel momento in cui togliamo il nostro peso dal cuscino, l'energia potenziale elastica verrà rilasciata e la piuma sarà espulsa da quell'energia.
7. Batteria: All'interno di una batteria c'è una certa quantità di energia potenziale che viene attivata solo quando si collega a un circuito elettrico.

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Altri tipi di energia