Calcolatrice di energia cinetica (e di energia potenziale, lavoro e potenza)
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Risultato
Calcola l’energia cinetica di un oggetto in movimento, la velocità che corrisponde a una data energia cinetica, oppure l’energia potenziale gravitazionale m·g·h. La modalità lavoro–energia dà il lavoro netto necessario per cambiare la velocità di un oggetto e la forza netta media su una distanza, e la modalità potenza divide il lavoro per il tempo. Le velocità si possono inserire in m/s, km/h o mph.
Soluzione passo passo
Velocità in m/s
Energia cinetica
Stessa energia di una caduta da
Formule chiave
- Energia cinetica
- Ek = ½mv²
- Energia potenziale
- Ep = mgh
- Bilancio energetico
- Ek1 + Ep1 + W = Ek2 + Ep2 + losses
Come calcolare l’energia cinetica
- Converti la velocità in m/s: dividi i km/h per 3,6, oppure moltiplica le mph per 0,447.
- Usa Ec = ½·m·v² con la massa in kg. Il risultato è in joule: 1 J = 1 kg·m²/s².
- L’energia potenziale gravitazionale vicino alla superficie terrestre è Ep = m·g·h, con g = 9,81 m/s² e l’altezza h misurata da un livello di riferimento scelto.
- Teorema lavoro–energia: il lavoro netto compiuto su un oggetto è uguale alla variazione della sua energia cinetica, W = ½·m·v² − ½·m·v₀². Dividendo per la distanza si ottiene la forza netta media.
- La potenza è la rapidità con cui si compie lavoro: P = W/t in watt. Un cavallo vapore meccanico vale 745,7 W.
Domande e risposte
Perché la velocità conta al quadrato?
Perché il lavoro necessario per raggiungere una velocità cresce con la distanza su cui acceleri, e quella distanza cresce a sua volta con la velocità. Raddoppiare la velocità di un’auto dà un’energia cinetica quattro volte maggiore, e circa quattro volte la distanza di frenata.
Qual è la differenza tra energia cinetica e potenziale?
L’energia cinetica è l’energia del moto, ½·m·v². L’energia potenziale è energia immagazzinata che dipende dalla posizione, come m·g·h per l’altezza o ½·k·x² per una molla. Senza attrito l’energia passa dall’una all’altra mentre la loro somma resta costante.
L’energia cinetica può essere negativa?
No. La massa è positiva e la velocità è al quadrato, quindi Ec ≥ 0. La variazione di energia cinetica, e quindi il lavoro netto, può essere negativa quando un oggetto rallenta.
Che cosa significa l’altezza di caduta equivalente?
L’altezza da cui l’oggetto dovrebbe cadere, senza resistenza dell’aria, per raggiungere la stessa velocità: h = v²/(2g). Un’auto a 50 km/h ha la stessa energia cinetica di una caduta di quasi 10 m.
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