Energia cinética

Contente

• Diferença entre energia cinética e energia potencial
• Fórmula de cálculo de energia cinética
• Exercícios de energia cinética
• Exemplos de energia cinética
• Outros tipos de energia

o energia cinética É o que um corpo adquire devido ao seu movimento e é definido como a quantidade de trabalho necessária para acelerar um corpo em repouso e de uma determinada massa até uma determinada velocidade.

Disse energia É adquirido por meio de uma aceleração, após a qual o objeto o manterá idêntico até que a velocidade varie (acelerar ou desacelerar) assim, para parar, será necessário um trabalho negativo da mesma magnitude que sua energia cinética acumulada. Assim, quanto mais tempo a força inicial atua sobre o corpo em movimento, maior será a velocidade alcançada e maior será a energia cinética obtida.

Diferença entre energia cinética e energia potencial

A energia cinética, juntamente com a energia potencial, somam o total da energia mecânica (E_m = E_c + E_p) Essas duas formas de energia mecânica, cinética e potencial, eles se distinguem pelo fato de que o último é a quantidade de energia associada à posição ocupada por um objeto em repouso e pode ser de três tipos:

• Energia potencial gravitacional. Depende da altura em que os objetos são colocados e da atração que a gravidade exerceria sobre eles.
• Energia potencial elástica. É o que ocorre quando um objeto elástico recupera sua forma original, como uma mola quando descomprimida.
• Energia potencial elétrica. Ele está contido no trabalho realizado por um campo elétrico específico, quando uma carga elétrica dentro dele se move de um ponto do campo para o infinito.

Veja também: Exemplos de energia potencial

Fórmula de cálculo de energia cinética

A energia cinética é representada pelo símbolo E_c (às vezes também E_– ou E₊ ou mesmo T ou K) e sua fórmula de cálculo clássica é E_c = ½. m. v²onde m representa a massa (em Kg) ev representa a velocidade (em m / s). A unidade de medida da energia cinética é Joules (J): 1 J = 1 kg. m²/ s².

Dado um sistema de coordenadas cartesianas, a fórmula de cálculo da energia cinética terá a seguinte forma: E_c= ½. m (ẋ² + ẏ² + ¿²)

Essas formulações variam na mecânica relativística e na mecânica quântica.

Exercícios de energia cinética

1. Um carro de 860 kg viaja a 50 km / h. Qual será a sua energia cinética?

Primeiro transformamos 50 km / h em m / s = 13,9 m / se aplicamos a fórmula de cálculo:

E_c = ½. 860 kg. (13,9 m / s)² = 83.000 J.

1. Uma pedra com uma massa de 1.500 Kg rola colina abaixo e acumula uma energia cinética de 675.000 J. A que velocidade a pedra se move?

Já que Ec = ½. m .v² temos 675000 J = ½. 1500 Kg. v², e ao resolver o desconhecido, temos que v² = 675000 J. 2/1500 Kg. 1, de onde v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 m / s, e finalmente: v = 30 m / s depois de resolver a raiz quadrada de 900.

Exemplos de energia cinética

1. Um homem em um skate. Um skatista no concreto U experimenta tanto energia potencial (quando para em suas extremidades por um instante) quanto energia cinética (quando retoma o movimento para baixo e para cima). Um skatista com maior massa corporal irá adquirir maior energia cinética, mas também aquele cujo skate permite que ele ande em velocidades mais altas.
2. Um vaso de porcelana que cai. À medida que a gravidade atua sobre o vaso de porcelana acidentalmente tropeçado, a energia cinética se acumula em seu corpo conforme ele desce e é liberada conforme ele se choca contra o solo. O trabalho inicial produzido pela viagem acelera o corpo rompendo seu estado de equilíbrio e o resto é feito pela gravidade da Terra.
3. Uma bola lançada. Ao imprimir nossa força em uma bola em repouso, nós a aceleramos o suficiente para que ela percorra a distância entre nós e um companheiro, dando-lhe uma energia cinética que então, ao atacá-la, nosso parceiro deve neutralizar com um trabalho de magnitude igual ou maior. e assim parar o movimento. Se a bola for maior, será necessário mais trabalho para pará-la do que se for pequena.
4. Uma pedra na encosta. Suponha que empurremos uma pedra encosta acima. O trabalho que fazemos ao empurrá-la deve ser maior que a energia potencial da pedra e a atração da gravidade sobre sua massa, caso contrário não conseguiremos movê-la para cima ou, pior ainda, ela nos esmagará. Se, como Sísifo, a pedra desce a encosta oposta para o outro lado, ela irá liberar sua energia potencial em energia cinética ao cair. Essa energia cinética vai depender da massa da pedra e da velocidade que ela adquire em sua queda.
5. Um carrinho de montanha-russa ele adquire energia cinética à medida que cai e aumenta sua velocidade. Momentos antes de começar sua descida, a carreta terá energia potencial e não cinética; Mas, uma vez iniciado o movimento, toda a energia potencial torna-se cinética e atinge seu ponto máximo assim que termina a queda e começa a nova subida. Aliás, essa energia será maior se o carrinho estiver cheio de gente do que se estiver vazio (terá maior massa).

Outros tipos de energia