Exemplos De Energia Cinética

o energia cinética É aquela que um corpo adquire devido ao seu movimento e que é definida como a quantidade de trabalho necessária para acelerar um corpo em repouso e de uma determinada massa até uma velocidade definida. Por exemplo: um homem em um skate, uma bola lançada, um carrinho de montanha-russa.

Essa energia é adquirida através da aceleração, após o que o objeto a manterá idêntica até que a velocidade varie (acelere ou desacelere) de modo que, para parar, será necessário um trabalho negativo de mesma magnitude que sua energia cinética acumulada. Assim, quanto maior o tempo em que a força inicial atua sobre o corpo em movimento, maior a velocidade alcançada e maior a energia cinética obtida.

Diferença entre energia cinética e energia potencial

A energia cinética, juntamente com a energia potencial, somam a energia mecânica total (E_m = E_c +E_p). Estas duas formas de energia mecânica, cinética e potencial, distinguem-se pelo facto de esta última ser 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 aquela que ocorre quando um objeto elástico recupera sua forma original, como uma mola quando é descomprimida.
• energia potencial elétrica. É o conteúdo do trabalho realizado por um campo elétrico específico, quando uma carga elétrica em seu interior se desloca de um ponto do campo até o infinito.

Fórmula de cálculo de energia cinética

A energia cinética é representada pelo símbolo E_c (às vezes também E_– o E₊ ou mesmo T ou K) e sua clássica fórmula de cálculo é E_c = ½ . m . v² onde m representa a massa (em Kg) e v 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 + g²)

Essas formulações variam na mecânica relativística e na mecânica quântica.

Exercícios de energia cinética

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

   Primeiro transformamos 50 km/ham/s = 13,9 m/s e aplicamos a fórmula de cálculo:

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

2. Uma pedra com massa de 1.500 kg rola encosta abaixo com energia cinética acumulada de 675.000 J. Com que velocidade a pedra está se movendo?

   Como Ec = ½ . m.v² temos que 675000 J = ½ . 1500kg. v²,

   e resolvendo o desconhecido, temos que ver² = 675000 J. 2 / 1500 Kg. 1, de onde² = 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 U de concreto experimenta tanto energia potencial (quando ele para em suas extremidades por um instante) quanto energia cinética (quando ele retoma o movimento descendente e ascendente). Um skatista com maior massa corporal adquirirá maior energia cinética, mas também aquele cujo skate lhe permite ir em velocidades maiores.
2. Um vaso de porcelana caindo. À medida que a gravidade age sobre o vaso de porcelana que tropeçou acidentalmente, a energia cinética se acumula em seu corpo à medida que desce e é liberada quando se estilhaça no chão. O trabalho inicial produzido pelo tropeço acelera o corpo quebrando 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 de brincadeiras, dando-lhe assim energia cinética que posteriormente, ao pará-la, nosso parceiro deve contra-atacar com um trabalho igual ou maior. magnitude 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 em uma encosta. Suponha que empurremos uma pedra morro acima. O trabalho que realizamos 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 cair na encosta oposta ao outro lado, ela liberará sua energia potencial em energia cinética ao descer a encosta. Essa energia cinética dependerá 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 à medida que sua velocidade aumenta. Momentos antes de iniciar a descida, o carrinho terá energia potencial e não energia 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. A propósito, essa energia será maior se o carrinho estiver cheio de pessoas do que se estiver vazio (porque terá uma massa maior).

Outros tipos de energia