Energia cinetica

L’energia cinetica è la forma di energia associata allo stato di moto di un corpo o di un sistema fisico. Rappresenta il lavoro meccanico necessario per accelerare un corpo di massa $m$ dalla quiete fino a una data velocità $v$.

Nella meccanica classica, l’energia cinetica traslazionale $E_k$ (o $K$) di un punto materiale è espressa dalla formula:

$$E_k = \frac{1}{2} m v^2$$

Se un corpo rigido è in moto rotatorio attorno a un asse passante per il suo centro di massa, si aggiunge l’energia cinetica rotazionale, legata al momento d’inerzia $I$ e alla velocità angolare $\omega$:

$$E_{k,rot} = \frac{1}{2} I \omega^2$$

Il Teorema dell’energia cinetica (o teorema delle forze vive) stabilisce che la variazione dell’energia cinetica di un corpo in un intervallo di tempo è esattamente uguale al lavoro netto totale $W$ compiuto da tutte le forze applicate (sia conservative che non conservative) sul corpo stesso in quello stesso intervallo:

$$\Delta E_k = W$$

In assenza di forze dissipative (come l’attrito), l’energia cinetica e l’energia potenziale si trasformano l’una nell’altra mantenendo costante l’energia meccanica totale del sistema (Principio di conservazione dell’energia meccanica).