L'energia cinètica i el potencial són dos tipus d'energia que s'interrelacionen en els objectes. Lenergia mecànica és la suma dels dos tipus denergia. Si no hi ha intercanvi denergia amb lexterior, lenergia mecànica és constant.
La unitat de mesura de l'energia al Sistema Internacional d'unitats és el juliol (J).
Les energies cinètica i potencial poden esdevenir molts tipus d'energia diferents. No obstant això, ambdues energies es combinen entre elles resulta molt interessant per al càlcul de la cinemàtica d'un objecte.
Què és l'energia cinètica?
L'energia cinètica és una forma d'energia que té un cos en moviment degut a la inèrcia de massa. Aquesta energia és equivalent a la feina que cal fer perquè el cos passi de l'estat de repòs a la velocitat a què es troba.
Lenergia cinètica és directament proporcional a la massa i el quadrat de la velocitat.
En un moviment lineal, l'energia cinètica ve determinat per la fórmula
E c = (m·v 2 ) / 2
On,
-
m és la massa (kg)
-
v és la velocitat amb què es mou l'objecte (m/s)
Què és l'energia potencial?
L'energia potencial es pot definir com la capacitat que té un objecte de fer una feina a causa de l'estat en què es troba l'objecte. Aquest estat pot ser la ubicació en un camp de força o la configuració interna de lobjecte.
Exemples ben coneguts denergia potencial són un:
-
Un objecte al camp gravitacional de la Terra: A la superfície terrestre, l'energia potencial gravitacional ve determinada per la fórmula E p =m·g·h. On m és la massa (kg), g la constant gravitacional (9,8 m/s) i h l'alçada (m).
-
Una partícula carregada en un camp elèctric: en cas invers, l'energia potencial elèctrica es pot transformar en energia elèctrica.
-
L'energia d'un ressort tensat: una molla comprimida té una energia potencial elàstica. La força que exerceix el moll té la capacitat de fer una feina.
Diferència entre energia potencial i cinètica
L'energia cinètica està relacionada amb la velocitat d'un cos. En física, correspon a la feina que cal subministrar perquè un objecte que està aturat adquireixi la velocitat que porta.
Daltra banda, lenergia potencial és lenergia associada a una posició. És a dir, la feina que cal subministrar per col·locar un objecte en una determinada posició. Per exemple, per elevar un objecte a una alçada determinada.
Exemples energia cinètica i energia potencial
A continuació mostrem alguns exemples en què s'intercanvia l'energia potencial i la cinètica.
-
El moviment d'un vagó en una muntanya russa: Quan el vagó és al punt més alt l'energia potencial és màxima i no té energia cinètica (velocitat 0). Quan comença a baixar perd alçada i guanya velocitat, és a dir, l'energia potencial disminueix transformant-se en energia cinètica.
-
L'aigua d'un riu baixa perquè l'energia potencial que té quan és a la part alta de la muntanya es converteix en energia cinètica. En aquest cas, gran part de lenergia es perd en fregar amb les pedres del riu.
-
El moviment d'ascens i descens d'una pilota llençada a l'aire.