Esercizi sull’energia cinetica svolti e commentati
Sono proposti esercizi sull’energia cinetica che è l’energia associata allo stato di moto di un corpo. Il termine energia cinetica fu introdotto per la prima volta dal fisico e ingegnere britannico Lord William Thomson, I barone Kelvin.
Negli esercizi sull’energia cinetica può essere richiesto il calcolo della massa, della velocità o della stessa energia cinetica.
Si riportano le formule abitualmente utilizzate per la risoluzione degli esercizi:
K = mv2/2
Dove K è espresso in Joule, la massa m è espressa in kg e la velocità v in m/s
Le formule derivate sono:
m = 2 K/v2
v = √2 K/m
Esercizi sull’energia cinetica
Calcolo dell’energia cinetica
Calcolare l’energia cinetica di corpo di massa 0.60 kg raggiunge una velocità di 5.0 m/s partendo da fermo
Applicando la formula
K = mv2/2
Si ottiene:
k = 0.6(5.0)2/2 = 7.5 J
Calcolo della massa
Calcolare la massa di un corpo che ha una energia cinetica di 33.75 J e viaggia a una velocità di 30 m/s
Applicando la formula:
m = 2 K/v2
Si ottiene:
m = 2 · 33.75/ (30)2 = 0.075 kg
Calcolo della velocità
Calcolare la velocità di un corpo di massa 500 kg dotato di una energia cinetica di 4000 J
Si applica la formula:
v = √2 K/m
da cui:
v = √ 2 · 4000/500 = 4.0 m/s
Calcolo della variazione di energia cinetica
Un corpo di massa 100 g passa da una velocità di 20 m/s a una velocità di 18 m/s. Calcolare la variazione di energia cinetica
La massa del corpo è 100 g = 0.100 kg
L’energia cinetica iniziale K1 è pari a:
K1 = 0.100 ( 20)2/2 =20 J
Quella finale K2 è pari a:
K2 = 0.100 ( 18)2/2 = 16.2 J
La variazione di energia cinetica ΔK è quindi pari a ΔK = K2 – K1 = 16.2 – 20 = – 3.8 J
