Energia Potencial. Energia mecànica#
Si deixem caure un bolígraf, aquest s’accelera degut a la força de la gravetat. Com aquesta força és conservativa, podem associar una energia potencial a la gravetat. Si ens limitem a treballar a un rang d’alçades raonable al voltant de la superfície del nostre planeta on podem considerar la g com a una constant igual a 9,81 m/s2, la seva expressió és simplifica a
on m és la massa del cos i h la seva alçada respecte a una referència arbitrària.
Exemple#
Un martinet de massa 200 kg cau des d’una alçada de 3,75 m sobre una estaca. Quina resistència ofereix la terra contra l’estaca, si aquesta penetra 0,5 m amb cada cop?
aquesta energia potencial es transforma en la caiguda en energia cinètica que amb l’impacte amb l’estaca venç la força resistent del terra realitzant un treball
Energia mecànica#
Un cos té una energia mecànica equivalent a la suma de les seves energies cinètica i potencial:
A molts problemes només apareix l’energia mecànica, de forma que la seva resolució potser força directe
Exemple#
La torre de Collserola té una alçada vista de 267,5 m. Imaginem que un caragol mal col·locat al seu extrem superior cau a terra. A quina velocitat tindria l’impacte?
Naturalment, menyspreem el fregament amb l’aire. En aquest cas es conserva l’energia mecànica, i tota l’energia potencial a dalt de la torre es converteix en energia cinètica quan impacta al terra:
Aquí no es tracta d’una bola de pintura. Estem parlant d’un caragol metàl·lic, molt semblant a una bala, que arriba a una velocitat de 260 km/h. Per això s’extremen les precaucions en la seva construcció.