Per gli scienziati, l’energia non è realmente una cosa e quindi non è fatta di qualcosa come nel modo in cui una casa è fatta di mattoni.
L’energia è più simile a una capacità. La capacità di fare qualcosa.
Energia e lavoro
Pensa a un musicista: ha la capacità di suonare uno strumento. Un pittore ha la capacità di dipingere.
L’energia è la capacità di qualcosa di compiere un lavoro.
Qualsiasi cosa funziona quando esercita una forza su un altro oggetto, spingendo l’oggetto a muoversi in una particolare direzione.
Che cosa significa? Bene, immagina che qualcuno ti tiri una palla e tu la colpisci con una mazza. Quando la mazza colpisce la palla, la velocità e la direzione della palla cambiano.
L’energia è la capacità che la mazza ha di cambiare la direzione della palla. Quando la mazza oscilla, può cambiare la direzione di qualsiasi palla che colpisce.
Quando fai oscillare la mazza, ci metti dentro l’energia immagazzinata nei tuoi muscoli. Più forte ti muovi, più movimento può fare la mazza, quindi più energia trasporta.
Tipi di energia
Ci sono molti modi per far funzionare qualcosa, quindi ci sono diversi tipi di energia.
Ne abbiamo già incontrato uno: l’oscillazione della mazza. Questa è chiamata energia cinetica. È l’energia che qualcosa ha perché si muove.
Un altro tipo di energia è l’energia potenziale. L’energia potenziale è la capacità che qualcosa ha a causa della sua posizione in relazione ad altri oggetti.
Ciò significa che mettere le cose in determinati posti dà loro energia.
Ecco un esempio divertente: immagina di mettere un secchio d’acqua sopra una porta semiaperta. Quando qualcuno entra dalla porta, il secchio gli cadrà in testa.
Quindi il secchio ha la capacità di spostarsi da solo perché è posizionato sopra la porta e non perché è in movimento. Quella è l’energia potenziale del secchio.
La famosa equazione di Einstein
Il famoso fisico Albert Einstein ha fatto un’equazione sull’energia, che potresti aver visto: E= mc².
In questa equazione, E sta per energia, m sta per massa ( che è all’incirca quanta materia, o materiale fisico, che c’è in qualcosa) e c sta per la velocità della luce.
Quello che l’equazione sembra dire è che l‘energia è uguale alla massa per un certo numero. Allora, l’energia non è fatta di qualcosa, dopotutto?
Non proprio, perché alcune cose senza massa possono ancora avere energia. Ad esempio, la luce. Sappiamo che ha energia perché catturiamo l’energia della luce nei pannelli solari e la trasformiamo in elettricità.
Ma la luce è fatta di minuscole particelle chiamate fotoni e i fotoni non hanno massa.
Quindi, se l’energia fosse fatta di massa, la luce non avrebbe affatto energia! Ciò renderebbe un mistero l’energia solare.
A quanto pare, anche se la luce non ha massa, ha qualcosa chiamato quantità di moto, che le dà la capacità di produrre energia.
Massa, energia e slancio
Esiste una versione più complicata dell’equazione di Einstein che mostra come l’energia sia correlata alla massa e alla quantità di moto.
Una cosa importante da sapere è che la luce si muove molto velocemente (300 000 Km/s). Poiché la quantità di energia in qualcosa dipende da quanta massa ha moltiplicato per il quadrato della velocità della luce, ciò significa che anche un po’ di materia trasporta molta energia!
La luce percorre quasi 300 milioni di metri in un solo secondo, il che significa che un chilogrammo di massa equivale a quasi nove quintilioni di joule di energia! Questo è un 9 seguito da 18 zeri: 9.000.000.000.000.000.000.
Il trucco è liberare quella capacità. In realtà è così che funzionano le bombe nucleari (e l’energia nucleare): sbloccano l’energia catturata nella materia per produrre un effetto di enorme potenza.
Autore
Sam Baron, Associate professor, Australian Catholic University
