A energia cinética é a energia relacionada ao movimento e a energia potencial é a energia relacionada à posição em um sistema. Em termos gerais, energia é a capacidade de realizar trabalho. Tanto a energia cinética quanto a energia potencial representam os dois tipos básicos de energia existente. Qualquer outra energia é uma versão diferente da energia potencial ou energia cinética ou uma combinação de ambas. Por exemplo, a energia mecânica é uma combinação de energia cinética e potencial.
Neste artigo, contamos tudo o que você precisa saber sobre energia cinética e potencial, suas características e exemplos.
energia cinética e potencial
Energia cinética
A energia cinética é o tipo de energia associada ao movimento. Tudo que se move tem energia cinética. No Sistema Internacional (SI), a unidade de energia cinética é jouje (J), que é a mesma unidade de trabalho. Um joule é igual a 1 kg.m2/s2. Existem muitos exemplos do uso da energia cinética na vida cotidiana.
- Boliche: O boliche é uma pessoa que joga uma bola de 3 a 7 kg para derrubar 10 pinos, que é baseado na energia cinética transportada pela bola, que depende da massa e da velocidade da bola.
- Vento: O vento nada mais é do que ar em movimento. A energia cinética do movimento do ar pode ser convertida em eletricidade usando turbinas eólicas.
- Energia térmica: A energia térmica é a energia cinética associada ao movimento microscópico das partículas em um sistema. Quando aquecemos água ou qualquer outro objeto, adicionamos energia cinética através da transferência de calor.
Energia cinética
Energia potencial é o tipo de energia relacionada à posição relativa dentro de um sistema, ou seja, a posição de um objeto em relação a outro. Dois ímãs separados têm energia potencial em relação um ao outro. No SI, a unidade de energia potencial é jouje (J), assim como a energia cinética. Um joule é igual a 1 kg.m2/s2.
Muitas das fontes que usamos para energia dependem da energia potencial.
- Energia armazenada em barragens: A água armazenada em um reservatório elevado, como uma represa, possui energia potencial gravitacional. Quando a água cai, ela converte a energia potencial em energia cinética capaz de realizar trabalho em turbinas localizadas no fundo da barragem. A eletricidade gerada por essas turbinas é distribuída para a rede de distribuição local.
- Molas: Quando uma mola é esticada ou comprimida, ela armazena uma certa quantidade de energia na forma de energia potencial elástica. Quando a mola é liberada, a energia potencial armazenada é convertida em energia cinética.
- Arco e flecha: Um arco e flecha são um exemplo de como a energia potencial elástica é convertida em energia cinética. Quando a corda do arco é esticada, o trabalho realizado é armazenado na corda esticada como energia potencial. Quando você afrouxa a corda, a energia potencial da corda é convertida em energia cinética, que é então transferida para a seta.
- Eletricidade: A eletricidade é uma forma de energia potencial que é determinada pela localização das cargas em um sistema (o campo elétrico).
Como funciona a energia cinética?
Quando um objeto está em movimento é porque tem energia cinética. Se colidir com outro objeto, pode transferir essa energia para ele, então o segundo objeto também se move. Para que um objeto adquira movimento ou energia cinética, trabalho ou força deve ser aplicado a ele.
Quanto mais tempo a força é aplicada, maior a velocidade alcançada pelo objeto em movimento e sua energia cinética. A massa também está relacionada com a energia do movimento. Quanto maior a massa do corpo, maior a energia cinética. Pode ser facilmente convertido em calor ou outros tipos de energia.
Entre as características da energia cinética temos:
- É uma das manifestações de energia.
- Pode ser transferido de um corpo para outro.
- Ela pode ser convertida em outro tipo de energia, por exemplo, em energia térmica.
- Você tem que aplicar força para iniciar o movimento.
- Depende da velocidade e da massa do corpo.
A soma das energias cinética e potencial produz energia mecânica (energia que relaciona a posição de um objeto ao seu movimento). Como mencionado anteriormente, dinâmica refere-se ao movimento. Potencial refere-se à quantidade de energia armazenada no corpo em repouso.
Portanto, a energia potencial dependerá da posição do objeto ou sistema em relação ao campo de força que o circunda. A energia cinética depende do movimento de um objeto.
Tipos de energia potencial
energia potencial gravitacional
A energia potencial gravitacional é definida como a energia possuída por um objeto massivo quando ele está imerso em um campo gravitacional. Campos gravitacionais são criados em torno de objetos muito massivos, como as massas dos planetas e do sol.
Por exemplo, uma montanha-russa tem a maior energia potencial em seu ponto mais alto devido à sua imersão no campo gravitacional da Terra. Uma vez que o carro cai e perde altura, a energia potencial é convertida em energia cinética.
energia potencial elástica
A energia potencial elástica está relacionada às propriedades elásticas de uma substância, ou seja, sua tendência de retornar à sua forma original após ser submetida a uma força de deformação maior que sua resistência. Um exemplo óbvio de energia elástica é a energia possuída por uma mola, que se expande ou se contrai devido a uma força externa e retorna à sua posição original uma vez que a força externa não é mais aplicada.
Outro exemplo é o sistema arco e flecha, quando o arco é puxado com fibras elásticas, a energia potencial elástica atinge um máximo, dobrando levemente a madeira, mas a velocidade permanece zero. No instante seguinte, a energia potencial é convertida em energia cinética e a flecha dispara a toda velocidade.
energia potencial química
A energia potencial química é a energia armazenada nas ligações químicas de átomos e moléculas. Um exemplo é a glicose em nosso corpo, que armazena energia potencial química que nosso corpo converte (através de um processo chamado metabolismo) em energia térmica para manter a temperatura corporal.
O mesmo vale para os combustíveis fósseis (hidrocarbonetos) no tanque de gasolina de um carro. A energia potencial química armazenada nas ligações químicas da gasolina é convertida em energia mecânica que alimenta o veículo.
energia potencial eletrostática
Na eletricidade, também se aplica o conceito de energia potencial, que pode ser convertida em outras formas de energia, como cinética, térmica ou luminosa, dada a enorme versatilidade do eletromagnetismo. Neste caso, a energia vem da força do campo elétrico criado pelas partículas carregadas.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre energia cinética e potencial.