A energia está presente no nosso ambiente e é inerente a todos os locais e atividades do quotidiano, como correr, caminhar, pegar no telemóvel ou andar de bicicleta. Facilita transformações dentro dos seres físicos. Energia é uma característica que pode ser transferida, transportada e armazenada. Além disso, está sujeito à conversão de uma forma para outra e pode ser conservado em termos de quantidade, embora alguma parte seja invariavelmente perdida.
Neste artigo, vamos dizer a você o que é energia cinética e vamos dar alguns exemplos para que seja facilmente compreendido.
O que é energia cinética e como ela é produzida?
Energia cinética refere-se à energia que um corpo possui devido ao seu movimento. Esta forma de energia depende tanto da massa do corpo quanto da sua velocidade. Representa o potencial de trabalho que permite que um objeto passe de um estado de repouso para um estado de movimento a uma velocidade específica.
A energia cinética surge do próprio movimento e pode ser determinada usando a fórmula da energia cinética: A energia cinética é igual à metade do produto da massa (m) vezes o quadrado da velocidade (v). De forma simplificada, isso é expresso como: Ec = ½ * mv².
Por exemplo, um corpo que permanece em repouso completo tem um coeficiente de energia cinética igual a 0. Quando ele começa a se mover e experimenta aceleração, a energia cinética do corpo aumenta. Porém, para que o corpo retorne ao estado de repouso, ele deve absorver uma quantidade de energia equivalente, mas de forma negativa, àquela que recebeu inicialmente para iniciar seu movimento.
Conversão de energia cinética em energia elétrica
A conversão de energia cinética em energia elétrica ocorre através de um dispositivo conhecido como gerador elétrico. Neste contexto, a energia mecânica, especificamente a energia cinética, é transformada em eletricidade. A fonte de energia inicial pode provir de vários elementos naturais, como a água ou o vento, que geram um movimento que posteriormente permite ao gerador produzir eletricidade.
A energia cinética serve como meio de produzir eletricidade ou calor. Um exemplo de conversão de energia cinética em energia elétrica encontra-se no dínamo de uma bicicleta: a rotação da roda faz com que o dínamo gire, ativando assim a luz da bicicleta. No domínio das energias renováveis, outro exemplo é a energia elétrica gerada por mecanismos utilizados na energia eólica. Este processo converte fundamentalmente energia cinética em energia elétrica através do movimento das pás localizadas nas turbinas eólicas.
Energia cinética de acordo com a área de estudo
A energia cinética possui características dependendo da área de estudo:
- Na mecânica clássica, a energia cinética de um corpo é determinada por sua massa e velocidade, que invariavelmente será significativamente menor que a velocidade da luz.
- No campo de mecânica relativística, são estudados os fenômenos em que a velocidade de um objeto (v) se aproxima da velocidade da luz, representada na física pelo símbolo c. Nestes casos, a equação da energia cinética difere daquela da mecânica clássica, principalmente porque esta energia depende da relação entre v e c.
- No campo de mecânica quântica, eventos relacionados a partículas subatômicas, incluindo elétrons, são articulados. Esta teoria apresenta um nível significativo de complexidade, em que quantidades físicas, como a energia cinética, são caracterizadas por funções de onda que denotam probabilidades.
Exemplos de energia cinética
Vamos dar alguns exemplos de energia cinética para que fique claro o que é:
- Quando uma pessoa coloca uma scooter em movimento, a energia cinética é gerada instantaneamente quando a scooter começa a se mover. No caso de um vaso de vidro em queda livre, as forças gravitacionais exercem influência sobre o vaso, resultando no acúmulo de energia cinética à medida que ele desce. Essa energia é eventualmente liberada com o impacto no solo ou em outra superfície, fazendo com que o vaso se estilhace.
- Quando uma bola é lançada, aplicar força a uma bola estacionária produz sua aceleração, o que faz com que ela percorra uma distância específica que se correlaciona com a magnitude da força aplicada. Durante seu movimento, a bola gera energia cinética.
- Uma pedra descendo uma encosta gera energia cinética, que depende tanto da massa da pedra quanto da velocidade que ela atinge durante sua descida. Da mesma forma, o ato de caminhar também produz energia cinética, com variações influenciadas pelo peso da pessoa e pela velocidade com que ocorre o movimento. Por exemplo, se alguém corresse em vez de caminhar, a quantidade de energia gerada aumentaria significativamente.
- Um veículo de montanha-russa. Num parque de diversões, um veículo de montanha-russa possui energia potencial até o momento em que inicia sua descida, momento em que sua velocidade e massa contribuem para aumentar a energia cinética. Esta energia cinética será maior quando o veículo estiver ocupado do que quando estiver vazio, pois a massa será significativamente maior.
- Derrubar uma pessoa no chão envolve uma transferência específica de energia cinética. Quando corremos em direção a um amigo e saltamos sobre ele, a energia cinética acumulada durante a corrida excederá a de uma posição estacionária. O corpo vencerá sua inércia, fazendo com que o amigo caia no chão. Após o impacto, ambos os corpos combinarão sua energia cinética e finalmente pararão quando atingirem o solo.
Diferenças entre energia cinética e potencial
A energia se manifesta de diversas formas, incluindo térmica, nuclear, eletromagnética e mecânica, entre outras. A energia cinética, como mencionamos acima, refere-se à energia que um objeto possui como resultado de seu movimento. Pelo contrário, Energia potencial é definida como a energia que um objeto possui devido à sua posição; Por exemplo, um objeto localizado em altura possui uma energia potencial maior comparado a um localizado ao nível do solo, refletindo a energia que possui de reserva.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre energia cinética e alguns exemplos.