venerdì 25 febbraio 2011

L'Energia Meccanica si conserva?

Partiamo dalla definizione di Energia Meccanica che dà Wikipedia:
"In fisica con il termine energia meccanica si intende la somma di energia cinetica ed energia potenziale attinenti allo stesso sistema".

Ricordiamo quindi la definizione di Energia Cinetica (già vista nel post "Energia Cinetica e Lavoro"):
"In meccanica classica, l'energia cinetica di un corpo di massa m è il lavoro necessario per portarlo da una velocità iniziale nulla ad una velocità finale v" (vedi Wikipedia).
Nota: la formalizzazione delle definizioni di energia cinetica e lavoro verrà data nel post "Il Teorema della 'Vis Viva'". 

E introduciamo anche quella di Energia Potenziale (che approfondiremo nel post "Energia Potenziale... relativa o assoluta?"):
"Si definisce energia potenziale la differenza di energia posseduta da un oggetto in una data posizione nello spazio e l'energia posseduta dallo stesso in una posizione di riferimento" (vedi Wikipedia).

Ora si osservi che nell'evoluzione di un sistema fisico, un fatto di importanza fondamentale è questo:
"In presenza di sole forze conservative vale il principio che durante la trasformazione, le energie parziali si trasformano, mentre l'energia meccanica si conserva".
Nota: dimostreremo questo fatto nel post "E se le forze non sono conservative?".

Si noti quindi che l'energia meccanica si conserva se e solo se siamo in presenza di forze conservative (da qui il nome); in particolare "si tratta di forze il cui lavoro su un oggetto lungo un percorso dipende esclusivamente dalla posizione iniziale e finale, e non dalla natura del percorso" (vedi Wikipedia).
Nota: approfondiremo questo importante concetto nel post "Energia potenziale<=>Forza conservativa".

Ha perciò significato fisico parlare di conservazione dell'energia meccanica solo quando siamo certi di essere in presenza di un campo di forze conservativo e, viceversa, se l'energia meccanica si conserva allora potremo parlare di un campo di forze conservativo.
Nota: per capire cosa accade quando invece le forze non sono conservative vedi il post "E se le forze non sono conservative?".

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