Certamente você estudou no instituto energia cinética na disciplina de física. Se não, provavelmente você já ouviu falar em um estudo científico ou na mídia. E é considerada uma energia muito importante para o estudo do movimento dos objetos. Há pessoas que ainda não têm clareza sobre a ideia de energia cinética ou como ela é medida ou funciona. Neste artigo vamos revisar a definição e as utilidades que essa energia tem no mundo da física.
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Qual é a definição de energia cinética?
Quando se fala neste tipo de energia, pensa-se que é alguma energia que se obtém para gerar eletricidade ou algo do género. Energia cinética é a energia que um objeto possui devido a estar em movimento. Quando queremos acelerar um objeto, temos que aplicar uma certa força a ele para superar a força de atrito do solo ou do ar. Para fazer isso, como resultado, estamos transferindo energia para o objeto e ele será capaz de se mover a uma velocidade constante.
É essa energia transferida que é chamada de energia cinética. Se a energia aplicada ao objeto estiver aumentando, o objeto irá acelerar. No entanto, se pararmos de aplicar energia nele, com a força de atrito, sua energia cinética diminuirá até parar. A energia cinética depende da massa e da velocidade que atinge o objeto. Corpos com menos massa precisam de menos trabalho para começar a se mover. Quanto mais rápido você for, mais energia cinética seu corpo terá.
Esta energia pode ser transferido para diferentes objetos e entre eles para se transformar em outro tipo de energia. Por exemplo, se uma pessoa está correndo e colide com outra que estava em repouso, parte da energia cinética que estava no corredor será repassada para a outra pessoa. A energia que deve ser aplicada para que um movimento exista deve ser sempre maior do que a força de atrito com o solo ou outro fluido, como água ou ar.
Tipos de energia cinética
Dois tipos são distintos:
- Energia cinética translacional: é o que acontece quando o objeto descreve uma linha reta.
- Energia cinética rotacional: é aquele que ocorre quando o objeto gira sobre si mesmo.
Como a energia cinética é calculada?
Se quisermos calcular o valor dessa energia, temos que seguir o raciocínio descrito acima. Primeiro, começamos encontrando o trabalho realizado. Trabalho precisa ser feito para transferir energia cinética para o objeto. Além disso, esse trabalho deve ser multiplicado por uma força, considerando a massa do objeto que é empurrado ao longo de uma distância. A força deve ser paralela à superfície onde está, senão o objeto não se moverá.
Imagine que você quer mover uma caixa, mas empurra em direção ao chão. A caixa não será capaz de superar a resistência do solo e não se moverá. Para fazê-lo se mover, devemos aplicar trabalho e força em uma direção paralela à superfície.
Vamos ligar no trabalho W, a força F, a massa do objeto me a distância d.
Trabalho é igual a força vezes distância. Ou seja, o trabalho realizado é igual à força aplicada ao objeto com a distância que ele percorre graças a essa força aplicada. A definição de força é dada pela massa e pela aceleração do objeto. Se o objeto se move a uma velocidade constante, significa que a força aplicada e a força de atrito têm o mesmo valor. Portanto, são forças que são mantidas em equilíbrio.
Força de atrito e aceleração
Assim que o valor da força aplicada ao objeto diminuir, ele começará a desacelerar até parar. Um exemplo muito simples é o carro. Quando estamos dirigindo em uma rodovia, asfalto, sujeira, etc. Aquele por onde dirigimos nos oferece resistência. Essa resistência é conhecido como força de atrito entre a roda e a superfície. Para que o carro aumente sua velocidade, temos que queimar combustível para gerar energia cinética. Com essa energia, você pode superar o atrito e começar a se mover.
Porém, se estivermos nos movendo com o carro e pararmos de acelerar, pararemos de aplicar uma força. Sem qualquer força no carro, a força de atrito não começará a frear até que o veículo pare. Por isso, é importante conhecer bem as forças que intervêm em um sistema para saber em que direção o objeto irá tomar.
Fórmula de energia cinética
Para calcular a energia cinética existe uma equação que surge do raciocínio anteriormente utilizado. Se sabemos a velocidade inicial e final do objeto após uma distância percorrida, podemos substituir a aceleração na fórmula.
Portanto, quando uma quantidade líquida de trabalho é feita em um objeto, a quantidade que chamamos de energia cinética mudanças.
O que há de interessante nisso?
Para os físicos, conhecer a energia cinética de um objeto é essencial para estudar sua dinâmica. Existem objetos celestes no espaço que possuem uma energia cinética impulsionada pelo Big Bang que, até hoje, ainda estão em movimento. Em todo o Sistema Solar existem objetos interessantes para estudar e é necessário conhecer sua energia cinética para prever sua trajetória.
Quando analisamos a equação da energia cinética, pode-se ver que ela depende da velocidade do objeto ao quadrado. Isso significa que, quando a velocidade dobra, sua cinética quadruplica. Se um carro viaja a 100km / h tem quatro vezes mais energia do que aquele que viaja a 50km / h. Portanto, o dano que pode ocorrer em um acidente é quatro vezes maior em um do que em outro.
Esta energia não pode ser um valor negativo. Sempre tem que ser zero ou positivo. Diferentemente dela, a velocidade pode ter um valor positivo ou negativo dependendo da referência. Mas ao usar a velocidade ao quadrado, você sempre obtém um valor positivo.
Exemplos de energia cinética
Vamos ver alguns exemplos de energia cinética para deixar mais claro:
- Quando vemos uma pessoa em uma scooter, vemos que ela experimenta um aumento na energia potencial ao se mover em altura e na energia cinética ao aumentar a velocidade. Uma pessoa com maior peso corporal poderá adquirir maior energia cinética, desde que a scooter permita que ela ande mais rápido.
- Um vaso de porcelana que cai no chão: Este tipo de exemplo é crítico para a compreensão da energia cinética. A energia se acumula em seu corpo à medida que desce e é completamente liberada quando se quebra ao atingir o solo. É o golpe inicial que começa a gerar energia cinética. O resto da energia cinética é adquirida pela gravidade da Terra.
- Uma rebatida para uma bola: é um caso semelhante ao que acontece com o vaso. A bola em repouso encontra o equilíbrio e a energia cinética começa a ser liberada quando a atingimos. Quanto mais pesada e maior for a bola, mais trabalho será necessário para pará-la ou movê-la.
- Quando jogamos uma pedra em uma encosta: acontece de maneira semelhante com o vaso e com a bola. Conforme a rocha desce encosta abaixo, sua energia cinética aumenta. A energia dependerá da massa e da velocidade de sua queda. Isso, por sua vez, dependerá da inclinação.
- Um carro de montanha-russa: parques de diversões são a chave para explicar a energia cinética. Em uma montanha-russa, o carro adquire energia cinética à medida que cai e aumenta sua velocidade.
Espero que com essas informações o conceito e seu uso sejam muito mais claros para você.
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Não me ajudou em nada, tudo o que eu queria era saber calcular a energia cinética, tudo o que o texto dizia, eu já sei