Exemplos de energia cinética

O energia cinética É o que um corpo adquire devido ao seu movimento e é definido como a quantidade de trabalho necessária para acelerar um corpo em repouso e de uma determinada massa a uma velocidade determinada. Por exemplo: um homem em um skate, uma bola lançada, um carrinho de montanha-russa.

Essa energia é adquirida por meio de um aceleração, após o qual o objeto o manterá idêntico até que a velocidade varie (acelerar ou desacelerar) por que, para parar, exigirá um trabalho negativo da mesma magnitude que sua energia cinética acumulado. Assim, quanto mais tempo a força inicial atua sobre o corpo em movimento, maior será a velocidade alcançada e maior será a energia cinética obtida.

Diferença entre energia cinética e energia potencial

A energia cinética, juntamente com a energia potencial, some ao total energia mecânica (E_m = E_c + E_p). Essas duas formas de energia mecânica, cinética e potencial, distinguem-se pelo fato de a última ser a quantidade de energia associada à posição que um objeto ocupa em repouso e pode ser de três tipos:

Fórmula de cálculo de energia cinética

A energia cinética é representada pelo símbolo E_c (às vezes também E_– ou E₊ ou mesmo T ou K) e sua fórmula de cálculo clássica é E_c = ½. m. v² onde m representa a massa (em Kg) ev representa a velocidade (em m / s). A unidade de medida da energia cinética é Joules (J): 1 J = 1 kg. m²/ s².

Dado um sistema de coordenadas cartesianas, a fórmula de cálculo da energia cinética terá a seguinte forma: E_c= ½. m (ẋ² + ẏ² + ¿²)

Essas formulações variam na mecânica relativística e na mecânica quântica.

Exercícios de energia cinética

1. Um carro de 860 kg viaja a 50 km / h. Qual será sua energia cinética?

Primeiro transformamos os 50 km / h em m / s = 13,9 m / se aplicamos a fórmula de cálculo:

E_c = ½. 860 kg. (13,9 m / s)² = 83.000 J.

1. Uma pedra com massa de 1500 Kg rola ladeira abaixo e acumula energia cinética de 675000 J. Quão rápido a pedra está se movendo?

Já que Ec = ½. m .v² temos 675000 J = ½. 1500 Kg. V²,
e ao resolver o desconhecido, temos que v² = 675000 J. 2/1500 Kg. 1, de onde v² = 1350000 J / 1500 Kg = 900 m / s,
e finalmente: v = 30 m / s após resolver a raiz quadrada de 900.

Exemplos de energia cinética

1. Um homem em um skate. Um skatista no concreto U experimenta energia potencial (quando parado em seu extremos por um instante) e energia cinética (quando o movimento descendente é retomado e para cima). Um skatista com maior massa corporal adquire maior energia cinética, mas também aquele cujo skate lhe permite ir a velocidades mais altas.
2. Um vaso de porcelana que cai. Como a gravidade atua no vaso de porcelana acidentalmente tropeçado, a energia a cinética se acumula em seu corpo conforme você desce e é liberada conforme se estilhaça contra o chão. O trabalho inicial produzido pelo tropeço acelera o corpo rompendo seu estado de equilíbrio e o resto é feito pela gravidade da Terra.
3. Uma bola lançada. Ao colocar nossa força em uma bola em repouso, nós a aceleramos o suficiente para que ela percorra a distância entre nós e um companheiro, dando assim uma energia cinética que então, ao interrompê-lo, nosso colega deve neutralizar com um trabalho de magnitude igual ou maior e, assim, parar o movimento. Se a bola for maior, será mais trabalhoso pará-la do que se for pequena.
4. Uma pedra na encosta. Suponha que empurremos uma pedra colina acima. O trabalho que fazemos ao empurrá-lo deve ser maior do que a energia potencial da pedra e a atração de gravidade sobre sua massa, caso contrário não poderemos movê-lo para cima ou, pior ainda, ele nos esmagará. Se, como Sísifo, a pedra desce a encosta oposta para o outro lado, ela irá liberar sua energia potencial em energia cinética ao cair ladeira abaixo. Essa energia cinética dependerá da massa da pedra e da velocidade que ela adquire em sua queda.
5. Um carrinho de montanha-russa Ele adquire energia cinética à medida que cai e aumenta sua velocidade. Momentos antes de começar a descer, a carreta terá energia potencial e não energia cinética; mas, uma vez iniciado o movimento, toda a energia potencial torna-se cinética e atinge seu ponto máximo assim que termina a queda e começa a nova subida. Aliás, essa energia será maior se o carrinho estiver cheio de gente do que se estiver vazio (terá maior massa).

Outros tipos de energia

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