Energia: Riferimento

Cosa fare:

• Livello della cassa: scegli piano terra, soppalco o copertura; la gru solleva la cassa, la trasla e la appoggia sul livello;
• Sollevamento sul livello: tieni la cassa appesa a una quota intermedia sopra il livello scelto;
• Livello di riferimento: scegli quale livello vale h = 0 e osserva come cambiano i cartelli di quota e il valore di Ug;
• Osserva Ug: nota che il valore diventa negativo quando la cassa è sotto il livello di riferimento;
• Massa: modifica la massa della cassa per vedere l'effetto moltiplicativo.

Il Concetto di Riferimento:

L'energia potenziale gravitazionale (U_g = mgh) esprime il lavoro che la forza peso compirebbe se il corpo scendesse fino al livello di riferimento.

Se il corpo si trova ad altezza h sopra il riferimento, U_g è positiva. Se il corpo è sotto il riferimento, h è negativa e quindi anche U_g è negativa.

Importante: il lavoro della forza peso tra due posizioni A e B non dipende dalla scelta del riferimento, perché la differenza U_g(A) − U_g(B) resta invariata.

Riflessioni:

• Una cassa appoggiata sul piano terra ha U_g nulla rispetto al piano terra, ma negativa rispetto al soppalco o alla copertura.
• Cambiando riferimento la cassa non si muove: cambiano solo i numeri sui cartelli e il valore di U_g.
• Il lavoro si occupa delle variazioni di energia: la scelta dello zero è convenzionale e si fa in modo comodo per i calcoli.