Unità di misura energia cinetica
Qual è l'unità di misura dell'energia cinetica?
L'energia cinetica (solitamente indicata con la lettera K o con il simbolo Ec ) è l'energia associata ad un corpo in movimento; pertanto, quando un corpo si muove nello spazio con velocità v, possiede un certo valore di energia cinetica.
Considerato un corpo di massa m che si muove con velocità v, la formula che permette il calcolo dell'energia cinetica è la seguente:
in cui:
- Ec è l'energia cinetica;
- m è la massa del corpo in chilogrammi (kg);
- v è la velocità del corpo espressa in metri al secondo (m/s).
L'energia cinetica non è mai negativa: Ec è sempre maggiore o uguale a zero, indipendentemente dalla direzione del moto (infatti, anche in caso di velocità negativa, il quadrato della velocità è sempre un valore positivo). Un corpo fermo (v = 0) possiede invece energia cinetica nulla.
Ma qual è l'unità di misura dell'energia cinetica?
Nel Sistema Internazionale l'energia cinetica si misura in joule, che è la stessa unità di misura del lavoro e del calore.
Un joule è il lavoro che viene svolto esercitando su un oggetto la forza di un newton per la distanza di un metro; in altre parole un joule è il lavoro compiuto dalla forza di 1 newton quando essa sposta il suo punto di applicazione di un metro.
Ricordando che 1 newton è la forza necessaria per imprimere a una massa di un chilogrammo (kg) una accelerazione di un metro al secondo quadrato (1 m/s2) il joule corrisponde alle unità di misura di seguito indicate:
Un joule equivale al lavoro necessario per alzare di un metro da terra un oggetto di massa 102 grammi (ovvero circa 1 hg = 1 ettogrammo).
1 Joule equivale al lavoro necessario per alzare di un metro da terra un oggetto di massa 1 hg.
Equivalenze del joule
Talvolta in fisica atomica l'energia cinetica viene espressa in elettronvolt (simbolo eV): tale unità di misura non appartiene però al Sistema Internazionale.
Un elettronvolt corrisponde all'energia cinetica acquisita da un elettrone che si muove nel vuoto in un campo elettrico uniforme sotto la differenza di potenziale di 1 volt: 1 joule equivale a 6,24 · 1018 eV (elettronvolt).
Esercizio
Si calcoli l'energia cinetica posseduta da un corpo di massa 100 g che si sposta ad una una velocità di 10 m/s.
Svolgimento dell'esercizio
L'esercizio propone il calcolo dell'energia cinetica posseduta da un corpo di massa 100 g che si muove con velocità costante di 10 m/s.
Trasformiamo la massa del corpo in kg. Ricordando che 1 g = 10-3 kg, si ha che:
100 g = 0,1 kg
Applichiamo la formula dell'energia cinetica:
Ec = ½ · m · v2
Sostituendo in modo opportuno i dati a nostra disposizione, si ha che:
Ec = ½ · 0,1 · 102 = 5 J
Pertanto l'energia cinetica posseduta dal corpo è pari a 5 joule.
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