Energia cinètica, potencial i mecànica: conceptes bàsics

Tot cos amb moviment té energia cinètica, que és associada sempre a la seva velocitat i que depèn també de la massa del cos. L'expressió següent permet calcular aquesta energia per a un cos de massa m que porta una velocitat v:

Ec = 1/2 · m · v²

Per altra banda, hi ha diferents tipus d'energia potencial, la majoria lligats a la posició del cos. Per exemple:

• Energia potencial gravitatòria. És l'energia que té un cos que és dins un camp gravitatori. A la Terra es defineix així (g és la gravetat terrestre):

Ep = m · g · h

• Energia potencial elàstica. És l'energia que adquireix, per exemple, un cos que estira o comprimeix una molla.
• Energia potencial elèctrica. És l'energia que té un cos carregat pel fet de trobar-se dins del camp elèctric creat per una altra càrrega

CONSERVACIÓ DE L'ENERGIA MECÀNICA

Si deixem caure un cos situat a una determinada alçada, la seva energia potencial gravitatòria disminueix a mesura que perd altura, però l'energia cinètica augmenta alhora que augmenta la velocitat. Si fem càlculs, comprovarem que l'energia que es perd per una banda es guanya per l'altra; aquest és un exemple dels molts en què l'energia potencial es converteix en cinètica o a l'inrevés.

Si considerem que durant la caiguda del cos no actua cap força de fricció, la suma de l'energia cinètica i la potencial es manté sempre constant. Per tant, es conserva l'energia mecànica. Entre dos instants qualssevol, es compleix que:

Ec1 + Ep1 = Ec2 + Ep2 , o el que és el mateix: Em1=Em2.

Just abans de produir-se el xoc, l'energia cinètica és màxima i l'energia potencial és pràcticament nul·la. En arribar a terra, el cos xoca i, segons la seva elasticitat, l'energia mecànica es reparteix entre el cos i el terra en forma d'energia tèrmica