Calcolatore di lavoro ed energia (lavoro, energia cinetica e potenziale)
Permette di passare da una formula all'altra e calcolare il lavoro (W = Fd), l'energia cinetica (Ec = ½mv²) e l'energia potenziale gravitazionale (Ep = mgh).
Consigli per l'uso
- I pulsanti in alto permettono di passare fra le tre formule: lavoro, energia cinetica ed energia potenziale. Per ciascuna, scegliendo il valore da calcolare compaiono i campi per gli altri due.
- La formula del lavoro vale quando la direzione della forza coincide con quella dello spostamento. Se differiscono, occorre usare la componente della forza lungo lo spostamento, cioè la forza moltiplicata per il coseno dell'angolo.
- L'energia cinetica è proporzionale al quadrato della velocità: raddoppiando la velocità l'energia quadruplica. È una relazione importante anche nel calcolo dello spazio di frenata di un veicolo.
- L'energia potenziale è una grandezza relativa: il suo valore dipende da dove si fissa l'altezza di riferimento. Questo strumento adotta il calcolo standard, con il livello del suolo come riferimento.
Domande frequenti
A proposito — quando è nato il concetto di energia
Il concetto unitario di energia, che oggi usiamo con naturalezza, si è affermato nella scienza soltanto nell'Ottocento. In precedenza, nell'epoca della meccanica newtoniana, si ragionava di forze e di moti, ma occorsero molti anni perché energia cinetica ed energia potenziale venissero trattate come manifestazioni di una stessa grandezza e perché se ne formulasse con chiarezza la conservazione.
Verso la metà dell'Ottocento James Prescott Joule, da cui prende nome l'unità di misura, dimostrò con esperimenti di grande precisione che lavoro meccanico e calore sono convertibili l'uno nell'altro, contribuendo in modo decisivo alla formulazione del principio di conservazione dell'energia, cioè del primo principio della termodinamica. I suoi esperimenti erano pazienti e minuziosi: la caduta di alcuni pesi metteva in movimento un agitatore immerso nell'acqua e si misurava il lievissimo aumento di temperatura.
L'idea che fenomeni così diversi — energia cinetica e potenziale, calore, elettricità, energia chimica — si convertano e si conservino sotto un'unica grandezza è diventata la base di ogni ramo della fisica, della chimica e dell'ingegneria. Anche le centrali elettriche di oggi, che trasformano energia potenziale in cinetica e poi in elettrica, e i motori delle automobili, che convertono energia chimica in calore e poi in movimento, poggiano interamente su questo concetto di conversione dell'energia.