Energia cinética

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Energia cinética: explicação, definição e fórmula.
EU’energia cinética (geralmente indicado com a letra K ou o símbolo EC ) é a energia associada a um corpo em movimento; portanto, quando um corpo se move no espaço com velocidade v, ele tem um certo valor de energia cinética.
fórmula da energia cinética
Considerando um corpo de massa m movendo-se com velocidade v, o corpo tem um certo valor de energia cinética igual a:
no qual:
- EC é a energia cinética em joules (J);
- m é a massa do corpo em quilogramas (kg);
- v é a velocidade do corpo expressa em metros por segundo (m/s).
A energia cinética é uma grandeza escalar e, portanto, é medida em joules, a mesma unidade de medida do trabalho; no entanto, a energia cinética, ao contrário do trabalho, nunca é negativa; EC é sempre maior ou igual a zero, independentemente da direção do movimento.
Fórmulas inversas para energia cinética
Aqui estão as fórmulas inversas para a energia cinética. A primeira fórmula que representamos deve ser usada para o cálculo da massa m de um corpo que possui energia cinética EC:
Em vez disso, a segunda fórmula deve ser usada para calcular a velocidade de um corpo que tem energia cinética EC:
Análise da fórmula da energia cinética.
Vamos retornar momentaneamente à fórmula da energia cinética:
Analisando a fórmula é possível extrair algumas considerações importantes:
1) o valor da energia cinética é diretamente proporcional à massa do corpo (m); quando a massa do corpo dobra, a energia cinética dobra. Da mesma forma, se a massa for reduzida pela metade, a energia cinética será reduzida pela metade, etc.
2) o valor da energia cinética é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade (v); isso significa que quando a velocidade é dobrada, a energia cinética do corpo quadruplica, enquanto quando a velocidade é triplicada, a energia cinética se torna nove vezes maior. Da mesma forma, se a velocidade for reduzida pela metade, a energia cinética se torna quatro vezes menor, etc.
3) embora um corpo tenha velocidade negativa, sua energia cinética é positiva; isso ocorre porque na fórmula da energia cinética, o valor da velocidade é elevado ao quadrado
4) um corpo estacionário (v = 0) tem energia cinética zero
Esta última afirmação carece de maiores esclarecimentos. De fato, a velocidade de um corpo (e, portanto, a energia cinética associada a ele) depende do ponto de referência com o qual o corpo é observado. se o Sr. Rossi parar no acostamento da estrada e vir um carro acelerando à sua frente, para o Sr. Rossi a máquina está se movendo com velocidade v e, portanto, tem um certo valor de energia cinética.
se o Sr. Rossi estivesse sentado ao lado do motorista, com base em seu ponto de referência, o carro estaria parado e, portanto, teria energia cinética zero.
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Variação da energia cinética
Se um corpo de massa m muda sua velocidade de um valor inicial V1 para um valor final vdoisA variação da energia cinética do corpo é:
ΔEC = meuc2 – Ec1
Lembrando que:
Ec2 = ½ ∙ metro ∙ Vdoisdois
é isso:
Ec1 = ½ ∙ metro ∙ V1dois
Parece que:
ΔEC = meuc2 – Ec1 = ½ ∙ metro ∙ Vdoisdois – ½ ∙ metro ∙ V1dois = ½ ∙ metro (Vdoisdois -V1dois)
Este valor, como veremos mais adiante, corresponde (na ausência de forças dissipativas) ao trabalho total realizado sobre o corpo de massa m.
Cálculo da energia cinética
Ao aplicar uma força constante F a um trenó inicialmente estacionário em um lago congelado, ele se move em um movimento retilíneo uniformemente acelerado com aceleração:
onde m é a massa inercial do escorregador. Quando o impulso cessa, o deslocamento e a velocidade do slide são:
O trabalho que foi feito vale a pena (ver: fórmula do trabalho):
Substituindo v no lugar de (at), temos:
W mede o trabalho gasto para fazer o trenó comprar a velocidade v; já que nada se cria, nada se destrói, mas tudo se transforma, o trabalho W foi transformado em uma forma de energia de valor
Qual é eleenergia cinética do corpo. Em geral, podemos dizer que: na ausência de forças dissipativas, o trabalho total realizado pelas forças aplicadas a um corpo de massa m é igual à variação da energia cinética do corpo.
L = ΔEC = meuc2 – Ec1 = ½ ∙ metro ∙ (Vdois -V0dois)
Esta afirmação é o teorema da energia cinética.
Exercício
Calcule a energia cinética associada a um corpo de massa 50,0 g movendo-se a uma velocidade de 90 m/s.
Fazendo o exercício
O exercício propõe o cálculo da energia cinética de um corpo de 50,0 g que se move com velocidade constante de 90 m/s.
Transformamos a massa do corpo em kg. Lembrando que 1g = 10-3 kg, temos que:
50,0g = 50,0 10-3 kg = 0,050 kg
Aplicamos a fórmula da energia cinética:
EC = ½ metro vdois
Ao substituir adequadamente os dados que temos à nossa disposição, temos que:
EC = ½ 0,050 90dois = 202,5J
Portanto, a energia cinética associada ao corpo é 202,5 J.
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