E l'energia?

E l'energia?

Non è facile dare una definizione precisa di energia. Si può tuttavia affermare che l'energia di un sistema è espressione della sua capacità di compiere lavoro in virtù dello "stato fisico" dei suoi componenti.

Il lavoro (L) può essere sempre ricondotto al caso in cui un corpo viene spostato contro una forza:

L = F s

dove con s si indica lo spostamento compiuto dal corpo e con F la componente della forza lungo la direzione del moto.

Vi sono sostanzialmente due "tipi" di energia: cinetica e potenziale, ma la prima può essere considerata un aspetto particolare della seconda.

1) L'energia cinetica (Ec) è associata ad un corpo in movimento ed è pari a:

Ec = 1/2 mv²

dove m = massa, v = velocità.

L' Ec è quindi pari al lavoro che un corpo può compiere in virtù del suo stato di moto. È ovvio che il lavoro è prodotto dal corpo nel fermarsi.

Energia cinetica e lavoro hanno la stessa unità di misura.

2) L'energia potenziale (Ep) è l'aspetto più generale dell'energia. È detta anche energia di configurazione e può essere considerata come una forma di energia "immagazzinata", associata alla posizione relativa dei componenti del sistema.

Un masso in cima ad una montagna o una molla compressa contengono una certa Ep; tale energia è pari al lavoro che possono compiere il masso rotolando a valle o la molla scattando.

Non è possibile dare una formula generale per esprimere l'energia potenziale, come abbiamo fatto per l'energia cinetica.

L'energia può presentarsi in forme diverse: energia meccanica, termica, elettrica, chimica, nucleare, etc. Ogni forma può essere convertita nell'altra, ma in ogni trasformazione si ha sempre la perdita di una certa aliquota di energia, sotto forma di calore.

L'unità di misura dell'energia è il Joule (J): 1 Joule = 1 kg m²s^-2. Altre unità sono la caloria (ca. 4.18 J), il watt h (= 3600 J), l'elettron-Volt (1 eV = ca. 1.6 x 10^-19 J).

Massa ed energia sono fra loro correlate dalla nota relazione di Einstein:

E = mc²

dove c = velocità della luce (ca. 3 x 10⁸ m/s).