IL LAVORO E L’ENERGIA: Immaginiamo di dover spostare un divano in una nuova posizione distante due metri. Per farlo dobbiamo esercitare sul divano una forza e spingerlo verso la nuova posizione. Il prodotto della Forza che abbiamo applicato (la nostra spinta) per la distanza che abbiamo percorso si dice Lavoro
L= F x d
Per compiere un lavoro è sempre necessario spendere Energia.
Di conseguenza definiamo Energia come la capacità di un sistema di compiere un lavoro.
L’ENERGIA CINETICA: una palla da bowling che colpisce i birilli compie un lavoro sui birilli, perché agisce su di essi con una forza mentre li sposta.
Questo tipo di energia, legata al movimento di un corpo, viene detto energia Cinetica.
L’ENERGIA POTENZIALE: un corpo che si trova in alto è in grado di compiere lavoro quando scende. Ad esempio un vaso che si trova su uno scaffale è in grado di compiere un lavoro se lo facciamo cadere e questo lavoro è uguale al prodotto del suo peso (la Forza) per la distanza dal pavimento (lo spostamento che il vaso compie cadendo). Quindi un oggetto fermo può possedere un’energia per il semplice fatto di occupare una certa posizione rispetto al suolo.
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| la pallina, una volta lasciata cadere, compie un lavoro che è pari al suo peso moltiplicato per la sua distanza dal suolo |
Questo tipo di energia è detta energia potenziale gravitazionale, perché nasce dall’attrazione gravitazionale della Terra.
L’ENERGIA MECCANICA: Nelle montagne russe un carrello continua ad andare su e giù. Quando scende, l’energia potenziale gravitazionale si trasforma in energia cinetica; quando sale avviene il contrario, cioè l’energia cinetica si trasforma in energia potenziale. Allo stesso modo quando un tuffatore è fermo sul trampolino la sua energia cinetica è pari a zero, mentre la sua energia potenziale è al valore massimo e dipende dall’altezza del trampolino. Quando si lancia la sua energia potenziale inizia a diminuire (perché diminuisce la sua distanza dal suolo). Quando arriva in acqua la sua energia è tutta cinetica.
La somma di queste due energie rimane sempre uguale (quando una diminuisce, l’altra aumenta, in modo che la loro somma non cambia nel tempo) e si chiama energia Meccanica
E=U + K
Dove E è il simbolo dell’energia meccanica, U il simbolo dell’energia potenziale e K il simbolo dell’Energia Cinetica
Le trasformazioni dell’energia meccanica avvengono comunemente nell’attività fisica e nello sport.
Esaminiamo due colpi utilizzati nel pugilato: il colpo diretto e il Jab
Il jab è il colpo portato con l’arto superiore avanzato; il suo compito è quello di disturbare, tenere a distanza, logorare l’avversario ed aprire la strada al colpo più potente: il diretto o cross.
Vediamo quindi in dettaglio cosa avviene durante l’esecuzione del jab:
1. il ginocchio della gamba arretrata si distende, innescando il movimento di rotazione del bacino;
2. contemporaneamente, avviene anche una rotazione del tronco, la cui massa imprimerà potenza al colpo;
3. l’arto superiore si distende e simultaneamente compie una parziale intrarotazione, fino a portare il pugno in posizione parallela rispetto al suolo;
4. la spalla si solleva fino a coprire il mento, per proteggerlo da un eventuale contrattacco dell’avversario.
In pratica abbiamo compiuto un lavoro con il braccio distendendolo e spostando il pugno che quindi si è caricato di energia cinetica aumentata anche dalla spinta del tronco. Questa energia cinetica si scaricherà poi sull’avversario.
Cosa accade nel colpo diretto, cioè il colpo portato con l’arto superiore arretrato.
1. il piede della gamba arretrata compie una intrarotazione, innescando il movimento di rotazione del bacino;
2. contemporaneamente, avviene un’ampia rotazione del tronco che porta avanti la spalla arretrata;
3. l’energia cinetica prodotta dalla rotazione del tronco si somma a quella prodotta dalla distensione del gomito e dal movimento rotatorio del braccio.
La ragione per cui il diretto risulta essere più potente del jab è da attribuirsi quindi alla maggiore distanza percorsa dal pugno (quindi un maggiore lavoro compiuto dal braccio) che gli permette di accumulare più energia cinetica.