Índice
- O que é energia cinética?
- Fórmula da energia cinética
- Diferença entre energia cinética, potencial gravitacional e elástica
- Trabalho e potência
- Vídeo aula
- Exercícios resolvidos
- Material complementar
O QUE É ENERGIA CINÉTICA
Energia cinética é a energia gerada a partir do movimento. Dessa forma, todo corpo em movimento possui energia cinética, enquanto que a energia cinética de um corpo parado é nula.
EXEMPLOS
Exemplo 01: uma bola de boliche com massa de 6 kg desliza pela pista a uma velocidade constante de 5 m/s. Nesse caso, a bola possui energia cinética de 75 J.
Exemplo 02: uma pessoa segura um objeto de 2 kg na sacada do 20° andar. Em seguida, essa pessoa solta o objeto que cai até atingir o chão. Temos três situações nesse exemplo:
- Inicialmente a energia cinética do objeto é nula, visto que ela está parada na mão da pessoa, entretanto possui energia potencial gravitacional;
- Logo após soltar o objeto, este adquire velocidade, portanto adquire energia cinética, sendo que a medida que o objeto cai a energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética;
- Ao colidir com o chão, o objeto fica em repouso, logo sua energia cinética é nula, assim como a energia potencial gravitacional.
FÓRMULA DA ENERGIA CINÉTICA
A fórmula da energia cinética é a metade do produto da massa pelo quadrado da velocidade. Além disso, a fórmula da energia potencial gravitacional e elástica, bem como as fórmulas da velocidade são fundamentais para resolver os exercícios.
A unidade de medida da energia é Joule (J).
DIFERENÇA ENTRE ENERGIA CINÉTICA, POTENCIAL GRAVITACIONAL E ELÁSTICA
Energia cinética, energia potencial gravitacional e energia potencial elástica fazem parte da energia mecânica, que é a capacidade de realizar trabalho em meios físicos.
Cada energia possui suas características:
- Energia cinética
- incapaz de ser armazenada
- necessita de movimento para existir
- Energia potencial gravitacional
- pode ser armazenada
- necessita de altura para existir
- Energia potencial elástica
- pode ser armazenada
- necessita de mola deformada para existir
TRABALHO E POTÊNCIA
O trabalho resultante num corpo é igual à variação da energia cinética desse corpo. Esse é o teorema da energia cinética e pode ser expresso pela fórmula: Tr = ΔEC. Assim como a energia, a unidade de medida do trabalho é Joule (J).
Potência mede o tempo para realizar um trabalho, por isso é a razão do trabalho pelo tempo. Em outras palavras é a velocidade com que um trabalho é realizado. Sua unidade de medida é Watts (W).
Dessa forma, para deslocar um objeto inicialmente em repouso realizamos trabalho, sendo que a potência será dado pela rapidez que realizou o trabalho. Logo, quanto maior a potência, mais rápido o trabalho será realizado.
VÍDEO AULA
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS
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Energia cinética pode ser armazenada?
Não, uma vez que só existe energia cinética com movimento. Entretanto, é possível transformar a energia cinética em outros tipos de energia como a potencial elástica e gravitacional.
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Calcule a energia cinética de um veículo com velocidade de 72 km/h e massa de 800 kg.
O primeiro passo é anotar os dados do exercício.
m = 800 kg
v = 72 km/h = 20 m/s
Em seguida, aplicaremos a fórmula.
Ec = m . v² / 2
Ec = 800 . 20 / 2
Ec = 8000 J -
Determine a velocidade, imediatamente antes de encostar no chão, de um objeto abandonado a 5 m de altura. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².
Como sempre, o primeiro passo é organizar os dados.
h = 5 m
g = 10 m/s²
v = ?
Para resolver, devemos considerar que é um sistema perfeito em que não há perda de energia. Dessa forma, toda a energia gravitacional será transformada em energia cinética. Por isso, igualaremos as energias.
Ec = Epg
m . v² / 2 = m . g . h
v² = 2 . g . h
v² = 2 . 10 . 5
v² = 100
v = 10 m/s
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