|
L’Energia
cinetica è la
capacità di produrre Lavoro di un corpo in movimento per effetto della
sua velocità. L’Energia cinetica (KE) di
un corpo di massa m
che muove a
velocità v
è definita
|
|
dall’equazione seguente:
|
|
. |
|
I concetti di Energia e Lavoro sono quindi strettamente
legati e quando il Lavoro si compie con tutta |
|
l’Energia cinetica, vuol dire che
|
|
. |
|
Se
su un corpo di massa m agisce
una forza costante F, il
corpo si muoverà con moto |
|
uniformemente accelerato, con accelerazione
|
|
(2); |
|
lo spazio percorso
dal corpo è |
|
(3)
(con v0 velocità istante t0 e v
velocità istante t). |
|
Il Lavoro compiuto dalla
forza sul corpo considerato è |
|
(4). |
|
Sostituendo nella (4) il
valore di a
ottenuto dalla (2) e di
s
ottenuto
dalla (3)
avremo: |
|
(con KEf e
KEi rispettivamente KE finale ed iniziale). |
|
L'equazione (5)
dice che
il Lavoro compiuto da una forza su un corpo è uguale alla variazione
della sua energia cinetica; questo è il teorema dell'energia cinetica.
L’Energia cinetica è dunque legata alla velocità, perciò se varia la
velocità varia anche l’energia cinetica. Se un veicolo passa da una
velocità
v1
alla velocità superiore
v2,
significa che ha variato la sua energia cinetica; e questo aumento di
energia cinetica è pari al lavoro
L
speso per
|
|
far raggiungere al veicolo la velocità superiore:
|
|
|
il
Lavoro speso per passare dalla velocità
v1
alla velocità
v2 è: |
|
raccogliendo:
|
|
. |
|
Analogamente se un veicolo passa da una velocità
v2
alla velocità inferiore
v1,
significa che ha variato la sua energia cinetica; e questa differenza di
energia cinetica è pari al lavoro
L
speso per
|
|
ridurre la velocità da
v2
alla velocità
v1
|
|
|
|
(questa
equazione rappresenta il Lavoro di frenatura).
|
L’energia cinetica di un corpo in movimento è direttamente proporzionale
alla sua semi massa ed al quadrato della sua velocità, per cui quando la
velocità raddoppia l’Energia quadruplica. Ad esempio, l’Energia cinetica
di un veicolo di massa
m =
1000 Kg
che viaggia alla velocità
di
10
Km/h (2,78 m/s)
è
quando la velocità aumenta a
20 Km/h (5,56 m/s),
l’Energia è
Come si vede la velocità raddoppia ma l’Energia quadruplica. Si intuisce
come in caso di collisione fra veicoli, la velocità sia l’elemento
determinante la gravità degli effetti dello scontro.
L'energia cinetica è una
grandezza scalare, la cui unità di misura è il Joule, la
stessa del Lavoro.
Conoscendo l’energia cinetica posseduta da
un veicolo, è in generale possibile risalire alla sua velocità:
.
|
