Energia

Formas fundamentais de energia

As diferentes designações atribuídas à energia correspondem apenas a duas formas fundamentais de energia:

Energia cinética, que está associada ao movimento.

O atleta que corre possui energia cinética.

Energia potencial, que corresponde à energia armazenada em condições de poder ser utilizada.

Exemplos:

A bola possui energia armazenada pelo facto de estar a ser atraída pela Terra. Essa energia que não se está a manifestar mas que pode vir a manifestar-se se cair, designa-se por energia potencial gravítica.

Quando a bola comprime a mola, há energia armazenada.

Quando a mola é libertada, essa energia manifesta-se no movimento da mola e da bola.

É a força elástica que a mola exerce na bola que faz com que a bola entre em movimento. Por isso se chama a esta energia armazenada energia potencial elástica.

Energia cinética

A energia cinética de um corpo depende da sua massa e da sua velocidade. Assim:

quanto maior for a massa do corpo, que se desloca a uma dada velocidade, maior é a sua energia cinética;
quanto maior for a velocidade do corpo, com uma determinada massa, maior é a sua energia cinética.

E_c – energia cinética (J)

m – massa (kg)

v – velocidade (m/s)

Se dois automóveis com a mesma massa se moverem com velocidades diferentes (v_A > v_B), qual terá maior energia cinética?

Se um automóvel e um autocarro se moverem com a mesma velocidade, qual terá maior energia cinética?

Energia potencial gravítica

A energia potencial gravítica:

· é tanto maior quanto maior for a massa do corpo.

· é tanto maior quanto mais alto estiver o corpo.

· depende do valor da aceleração da gravidade (deve doer menos uma queda na Lua...).

E_P – energia potencial (J)

m – massa (kg)

h – altura (m)

g- aceleração da gravidade (m/s²)

TRANSFORMAÇÕES ENTRE ENERGIA POTENCIAL E ENERGIA CINÉTICA

Quando a bola está imóvel na mão da pessoa, a sua energia cinética é nula, mas a energia potencial gravítica não.

Quando a bola está a cair, tem energia cinética, que está a aumentar porque a velocidade aumenta, e energia potencial gravítica, que está a diminuir porque a altura diminui.

Imediatamente antes da bola tocar o chão atinge a sua velocidade máxima e, portanto, a sua energia cinética é máxima.

Mas a energia potencial gravítica é nula porque a altura é nula.

Na queda de uma bola, a energia potencial gravítica vai diminuindo e a energia cinética vai aumentando.

Se o efeito do ar não for considerável, verificamos que, em cada ponto da trajetória, a soma da energia cinética com a energia potencial gravítica tem sempre o mesmo valor.

À soma da energia cinética com a energia potencial dá-se o nome de energia mecânica.

Energia mecânica = Energia cinética + Energia potencial

Então, se desprezarmos o efeito da resistência do ar no movimento de queda da bola, poderemos dizer que há:

Conservação da energia mecânica

Atenção: Se o ar oferecer uma certa resistência ao movimento de queda da bola, a soma das energias cinética e potencial não é constante:

· Na queda da bola, parte da energia potencial gravítica inicial é transformada em energia cinética e outra parte provoca um ligeiro aquecimento da bola e do ar em contacto com ela.

A energia conserva-se sempre! Não se cria nem se perde.

E agora, mais um episódio da série Eureka:

Podes experimentar a simulação abaixo- Seleciona "Bar Graph" para poderes visualizar como variam a energia cinética e potencial durante o movimento do skater.

Agora, procura resolver o problema seguinte:

Um esquiador desce uma pista de esqui a partir do repouso. Qual é a sua velocidade ao chegar ao ponto B? Envia a resposta à professora por e-mail!

Resolve a ficha:

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