Che cos’è l’energia?
In fisica l’energia si definisce come la capacità di un “sistema” di compiere un lavoro.
Il termine lavoro è usato per definire la quantità di forza applicata moltiplicata per lo spostamento generato dalla forza (nel caso in cui la forza muove qualcosa):
LAVORO = Forza x Spostamento
La forza si misura in Newton (N), lo spostamento si misura in Metri (m).
Il lavoro e l‘energia si misurano in JOULE (J). Un Joule è uguale ad un Netwon moltiplicato per un Metro.
Joule = Newton x Metro (J = N m)
Esempio: Se applico una forza di 10 Newton e provoco uno spostamento di 3 metri, ho compiuto un lavoro (e quindi speso un’energia) di 30 Joule (Lavoro = Forza x Spostamento = 10 N x 3 m = 30 J).
Macchine ed energia
Abbiamo già parlato di macchine ed abbiamo dato diverse definizioni di macchina. Una macchina può essere definita anche in relazione all’uso e alla trasformazione dell’energia:
Una macchina può essere definita come un dispositivo che trasferisce energia o trasforma energia.
L’Energia può essere trasferita da una sorgente ad un luogo in cui è richiesta (ad esempio, la macchina “cacciavite” trasferisce energia dalla nostra mano alla vite).
L’Energia può essere trasformata da una forma ad un’altra (ad esempio, in una centrale eolica l’energia di movimento può essere trasformata in energia elettrica, grazie all’alternatore).
La potenza
Altra grandezza fondamentale è la POTENZA.
La potenza indica la rapidità con cui viene svolto un lavoro (rapidità con cui viene impiegata l’energia). Si calcola dividendo il lavoro (energia) per il tempo impiegato.
Potenza = Lavoro / Tempo
La potenza si misura in Watt. Un Watt è 1 Joule diviso 1 secondo.
W = J / s
FORME DI ENERGIA
L’energia si può trasformare da una forma all’altra. Un principio fondamentale è il seguente: “l’energia si trasforma, non viene né creata, né distrutta”. In pratica questo principio afferma che l’energia può essere trasferita da un corpo a un altro oppure passare da una forma all’altra, ma la somma totale dell’energia prima e dopo la trasformazione è sempre la stessa. Questo prende il nome di “Principio di Conservazione dell’Energia“.
Le varie forme in cui l’energia può manifestarsi sono le seguenti:
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L’energia potenziale è quella che un corpo “potenzialmente” conserva dentro di se e dipende dalla sua posizione (ad esempio un masso in cima ad una montagna ha una energia potenziale in virtù della sua altezza). L’energia potenziale si esprime con la seguente formula: Ep = m x g x h dove m = massa, g = forza di gravità e h = altezza. |
 Energia Cinetica
L’energia cinetica è l’energia posseduta da un corpo a causa del suo movimento. E’ in pratica il lavoro che si deve compiere per far muovere un corpo, inizialmente fermo, ad una determinata velocità di movimento. L’energia cinetica dipende massa del corpo e dalla velocità di movimento; si calcola con la seguente formula: Ec = 1/2 x m x v^2 (Un mezzo massa per velocità al quadrato). |
 Energia Meccanica
L’energia meccanica è quella forma di energia che viene sviluppata da un meccanismo sottoposto a un lavoro (meccanismo movimentato da opportune forze che compiono lavoro). |
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L’energia termica è il calore che viene generato dal moto degli atomi e delle molecole all’interno di un corpo. Quando un corpo viene scaldato aumenta il moto, le vibrazioni e le collisioni degli atomi: il movimento degli atomi è, in pratica, fonte di energia termica. L’energia termica è posseduta da qualsiasi corpo che abbia una temperatura superiore allo zero assoluto. |
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L’energia elettrica è l’energia associata all’elettricità. Il termine è utilizzato per indicare sia l’energia di una corrente elettrica che per l’energia elettrostatica derivante da una particolare distribuzione delle cariche in un corpo. In natura il fenomeno si sviluppa nei fulmini durante i temporali. L’energia elettrica ha il vantaggio di essere facilmente trasportabile e trasformabile. |
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L’energia chimica è sviluppata o assorbita nel corso di una trasformazione chimica (reazione chimica). E’ la conseguenza della rottura dei legami tra gli atomi delle molecole che si spezzano e della formazione dei legami tra le molecole che si formano. Un esempio è la digestione del cibo nel nostro corpo o la combustione di un combustibile (metano, gasolio, ecc.) all’interno di una centrale termoelettrica o di un motore. L’energia chimica di solito, subito dopo la reazione chimica, si manifesta come energia termica. |
 Energia Radiante
L’energia radiante viene emessa dai corpi sotto forma di radiazioni di onde elettromagnetiche. L’irradiamento può essere emesso dal corpo in modo spontaneo o in particolari condizioni. Esempi di energia radiante: radiazioni luminose (luce, ultravioletto, infrarosso); |
