Energia cinética

O que é energia?

A energia pode ser definida em Física como a capacidade que um corpo tem de realizar trabalho. Ela está presente na natureza em várias formas distintas. Veja alguns exemplos:

• A energia dos alimentos permite que os seres vivos movimentem-se;

• A gasolina que oferece energia para que um automóvel possa movimentar-se;

• A água de uma represa pode movimentar as turbinas de uma usina elétrica.

A partir desses exemplos, podemos perceber que a energia sempre é “retirada” de algum lugar. Isso está relacionado com um dos mais importantes princípios da Física, que é o da conservação da energia. De acordo com esse princípio:

“A energia nunca é criada nem destruída, mas apenas transformada de um tipo em outro”.

Existem vários tipos de energia: Energia potencial gravitacional, energia potencial elástica, energia cinética, energia química, energia elétrica etc. A unidade de medida para a energia no Sistema Internacional (SI) é o Joule (J), em homenagem a James Prescott Joule, um físico britânico que fez descobertas importantíssimas sobre a natureza do calor e suas relações com o trabalho mecânico.

Energia cinética

A energia cinética é a forma de energia que está associada ao movimento de um corpo. É calculada a partir da equação:

Sendo:

K — energia cinética;
 v — velocidade do objeto;
 m — massa do objeto.

A partir da equação, temos que quanto maiores a massa e a velocidade de um corpo forem, maior será a energia cinética que ele possui. A energia cinética sempre será uma grandeza positiva, pois a massa m sempre é positiva, e a velocidade está elevada ao quadrado, ou seja, terá como resultado um valor positivo, sendo assim, o produto mv² possuirá valor positivo.

Assim como também podemos ver que, quando um objeto está em repouso, sua energia cinética é nula, pois, se v = 0, o produto mv² = 0.

Teorema da energia cinética

O teorema da energia cinética diz o seguinte:

“O trabalho da resultante das forças que agem sobre um corpo em um deslocamento mede a variação de energia cinética ocorrida nesse deslocamento”. Essa relação pode ser descrita com a equação:

T = ΔK

Sendo:

T — o trabalho realizado;

ΔK — a variação da energia cinética.

Para compreender melhor esse teorema, veja a situação descrita a seguir:

Considerando que um objeto tenha se movimentado de um ponto A até um ponto B, sob a ação de uma força constante F, e que no deslocamento d entre A e B a velocidade tenha variado de v_A para v_b, conforme mostra a figura:

Objeto desloca-se do ponto A até o ponto B e varia a velocidade de v_a para v_b Título: Deslocamento do objeto

A variação da energia cinética ΔK de A para B é dada por:

ΔK = K_A - K_B

A energia cinética no ponto A é dada por

E no ponto B

Portanto,

e, consequentemente, o trabalho:

O trabalho pode ser definido de três formas:

Trabalho motor – Se ocorre aumento da energia cinética;

Trabalho resistente – Se a energia cinética diminuir;

Trabalho nulo – Quando não há variação da energia cinética.