archeometria 2002.pdf - pagina di avviso

Per la proprietà di essere indipendenti dall’oggetto di prova (il pezzo di ferro per il magnete, i pianeti
per il sole e così via) in fisica si usa parlare di campi elettrici magnetici o gravitazionali piuttosto che
delle rispettive forze.
L'energia
Così come il concetto di forza, anche quello di energia fa parte ormai dell’uso comune; spesso infatti
parliamo e leggiamo di energia elettrica, termica, meccanica, cinetica o potenziale.
Supponiamo, di portare un’automobile su di una strada in salita. C’è una grossa differenza se questa
deve muoversi per arrivare in cima o se deve rimanere parcheggiata. In entrambi i casi dovremmo vincere
la forza peso che tende a far scendere la macchina, ma se la vogliamo parcheggiata basterà tirare il
freno a mano: anche a motore spento e senza consumare benzina l’auto non si sposterà.
Se invece vogliamo muoverla in salita allora dobbiamo opporci alla forza peso e consumare benzina.
Vediamo quindi cosa abbiamo imparato: se in un sistema di riferimento inerziale abbiamo un oggetto che
vogliamo tenere fermo, possiamo farlo senza che ciò comporti un consumo di energia anche se dobbiamo
applicare una forza, mentre per muoverlo è necessario spendere energia, cioè compiere lavoro
sull’oggetto.
L’energia può essere quindi legata allo spostamento e all’applicazione di una forza per un certo percorso.
L’energia che acquista la macchina nel suo movimento è detta energia cinetica e, se la macchina ha massa
m e viaggia con velocità , la sua energia cinetica sarà: E cinetica= ½mv 2
Proviamo ora a complicarci la vita cambiando un poco il nostro esempio, ma imparando una legge
fondamentale della fisica.
Supponiamo di avere una strada dritta e pianeggiante seguita da una salita; a bordo della nostra auto noi
aumenteremo la velocità sul rettilineo e subito prima della salita spegneremo il motore.
A questo punto la nostra macchina avrà un’energia cinetica: E cinetica= ½mv 2 e comincerà a salire, salendo
rallenterà fino a fermarsi, poi comincerà a scendere acquistando nuovamente velocità fino a tornare ai
piedi della salita con un’energia uguale a quella dell’andata (in realtà essendoci la resistenza dell’aria la
macchina perderà parte della sua energia nel tragitto, ma non interessiamoci di questo).
44