Energia mecânica é caracterizada pela capacidade de um corpo de gerar trabalho. O trabalho, por sua vez, é a energia aplicada por uma força em um deslocamento. Sendo assim, existem inúmeros exemplos rotineiros para exemplificar a energia mecânica como um carro subindo uma ladeira, montanha russa, sinuca etc. Sua formula é a soma entre as energias em um sistema. Show
Além disso, existem vários tipos de energia mecânica, porém existem as três que mais aparecem em vestibulares, sendo eles: cinética, potencial gravitacional e potencial elástica. A primeira delas, a energia cinética, está relacionada a massa e velocidade, sendo caracterizada pela energia gerada no movimento de um corpo. Um exemplo disso é a sinuca, onde o jogador aplica a energia cinética na bola branca através do taco; a bola branca, por sua vez, ao entrar em contato com outras bolas, transfere sua energia cinética para elas, acelerando-as enquanto a velocidade da bola branca diminui. Sua formula é caracterizada por Ec = m.v²/2 Além disso, existe a energia potencial gravitacional que é afetada pela gravidade do planeta e a altura do corpo em relação ao solo. Por exemplo, numa montanha russa, o momento em que um carro sobe ao ponto mais alto, transformando energia cinética em potencial gravitacional, a medida em que sua velocidade decresce. Sua formula é caracterizada por Epg = m.g.h Por fim, temos a energia potencial elástica que é relacionada a molas e elásticos, que utilizam da deformação de seus corpos para gerar trabalho em um corpo. O arco e flecha exemplifica a definição, pois, ao puxar a corda do arco, ela se deforma gerando energia e ao ser solta, transforma a energia potencial elástica em cinética na flecha lançada. Sua formula é caracterizada por Epel= k.x²/2 Portanto, a energia mecânica está muito presente no cotidiano e nos vestibulares, lembrem-se sempre de darem uma relembrada neste assunto através desse vídeo do nosso canal! Gostou do texto? clique aqui para ver mais conteúdo como esse! Energia é uma grandeza física que se conserva, isto é, a quantidade total de energia nunca muda. Em termos diferentes, entende-se que energia é a capacidade de realizar trabalho. Existem diversas formas de energia intercambiáveis entre si, ou seja, que podem transformar-se umas nas outras. Apesar disso, quando transformada, a energia pode sofrer degradações em razão da entropia, tornando-se menos útil a cada transformação. No âmbito da física no Ensino Médio, algumas formas de energia são mais estudadas que outras, como:
Veja também: Ondas eletromagnéticas - definição, fórmulas e principais características O que é energia para a física?O significado de energia para a física é bastante abstrato: trata-se de uma quantidade que sempre é conservada, ou seja, que nunca muda, independentemente de qual seja o fenômeno estudado. Para que um corpo possa realizar trabalho ou, ainda, mudar de temperatura, é preciso que algum corpo transfira parte de sua própria energia para ele. Essa energia transferida entre corpos pode sofrer transformações, e, por isso, pode ser expressa de muitas formas: potencial, cinética, térmica, elétrica, química, nuclear e outras. De acordo com o SI, a unidade de medida da energia é joule (J). Por definição, 1 joule é a quantidade de energia que precisa ser transferida para que um objeto mova-se um metro contra a ação de uma força externa de 1 N. Além do joule, existem outras unidades de medida de energia, como a caloria. A caloria é a energia necessária para que, em condições normais de pressão (1 atm), 1 g de água sofra um aquecimento de 1 ºC. A relação quantitativa entre as unidades joule e caloria foi aferida, pela primeira vez, pelo físico James Prescott Joule (1818-1889). De acordo com as descobertas de Joule, a equivalência mecânica do calor é tal que 1 joule equivale a 4,1 cal. Como mencionado, um corpo dotado de energia é capaz de realizar trabalho, isto é, tem a capacidade de produzir movimento contra a ação de alguma força externa. Um exemplo disso é quando nos movemos contra a ação da força da gravidade — ao fazê-lo, adquirimos energia potencial gravitacional. Essa energia adquirida, entretanto, não foi criada do nada: ela foi transformada, já que, para movermo-nos contra a gravidade, nosso corpo consumiu certa quantidade de energia no processo. Entenda, a seguir, qual é a relação entre o trabalho e a energia. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Formas de energiaExistem muitas formas de energia, por isso, neste tópico listaremos as mais importantes e descreveremos suas principais características, confira:
Caso tenha maior curiosidade sobre o tema deste tópico, leia nosso texto: Formas de energia. Relação entre trabalho e energiaTrabalho e energia são grandezas de mesma dimensão, ou seja, ambas são medidas em joules. O trabalho pode ser calculado pelo produto interno entre os vetores força e deslocamento.Portanto, a componente da força que é paralela à direção da distância percorrida pelo corpo contribui para a realização do trabalho, enquanto a componente perpendicular não promove qualquer realização de trabalho. Em outras palavras, a parte da força que aponta na direção do deslocamento do corpo promove a transferência de energia para esse corpo. A figura a seguir traz a fórmula usada para calcular o trabalho realizado pela aplicação de uma força, confira: F – força (N) d – distância (m) θ– ângulo entre força e trabalho (º) Além da definição anteriormente exposta, sabemos que a realização de trabalho sobre um corpo promove uma variação de energia cinética. Essa variação é determinada pelo teorema do trabalho e da energia cinética, mostrado a seguir: ECF e Eci – Energias cinética final e inicial De acordo com esse teorema, a realização de um trabalho equivale à mudança da energia cinética, calculada pela diferença entre a energia cinética final e inicial. Veja também: Corrente elétrica – como calculá-la e quais são suas principais propriedades Conservação da energiaComo foi dito, a energia é uma grandeza que é conservada, ou seja, a quantidade total de energia em um sistema fechado é mantida constante, no entanto, também é verdade que a energia sofre transformações e passa a expressar-se de outras formas. Imagine um sistema em que um skate é colocado para oscilar em uma pista de formato côncavo. Com o passar do tempo, o movimento do skate cessará, já que toda a energia cinética e potencial gravitacional associada a ele é gradativamente convertida em energia térmica, graças à ação das forças de atrito entre os rolamentos e também entre as rodas do skate e o chão. Apesar de a energia mecânica do skate ter sido reduzida, a energia total associada a ele ainda foi mantida constante: se somássemos toda a quantidade de energia térmica produzida durante a oscilação dele, descobriríamos que não ocorre “perda de energia”. Apesar de não ter ocorrido perda, dizemos que a energia mecânica que foi transformada em energia térmica trata-se de uma energia dissipada, mas dizemos isso porque, depois de ter sido transformada em energia térmica, a energia mecânica não poderá ser revertida para sua natureza original, pelo menos não integralmente. É como se a energia tivesse perdido qualidade e agora não fosse tão útil quanto antes. O fenômeno que explica a degradação da energia é conhecido como entropia. Graças ao fenômeno da entropia, descrito pela 2ª lei da termodinâmica, não é possível que qualquer sistema físico opere por tempo indefinido. De acordo com essa premissa, nenhuma máquina pode obter um rendimento de 100%. Em outras palavras, o moto-contínuo, também conhecido como motor perpétuo, não existe. Qual a forma de energia associada a um jogador de futebol chutando uma bola?Bola em movimento: energia cinética. O estudo da energia Cinética é importante na Química. Para demonstrar na prática esta relação, imagine uma bola de futebol sendo chutada pelo jogador. A bola é movida por uma energia, a cinética, mas como este conceito se aplica à química?
O que é a energia do movimento?Energia cinética: é a energia associada ao movimento, tudo que se move e tem massa apresenta energia cinética. Essa energia é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade em que os corpos se movem.
Quais são os tipos de energia cinética?A energia cinética de um corpo pode ser diminuída em dois casos: quando ela é estocada em forma de energia potencial, elástica ou gravitacional, por exemplo; ou quando há forças dissipativas capazes de transformá-la em outras formas de energia, como faz a força de atrito, que transforma a energia cinética em energia ...
Quais são as principais formas de energia associadas a uma atleta praticando salto em altura?“No momento do salto, a vara é fixada no chão e se entorta, e a energia cinética se acumula na vara na forma de energia potencial elástica, o que impulsiona o atleta para cima”, descreve Jahnke. “Quando a vara se desentorta, a energia potencial elástica converte-se em energia potencial gravitacional.
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