Energia cinética
Responda de acordo com o texto abaixo.
- A que esta associada a energia cinética?
- Os movimentos podem ser divididos em dois. Quais são?
- Quais são os dois tipos de energia cinética que existem?
- Quando estudamos os movimentos de pontos materiais, qual a energia cinética envolvida?
- Quando estudamos os movimentos de corpos extensos, qual a energia cinética envolvida?
- Qual a equação que da a energia cinética de um ponto material de massa m e velocidade v?
- Assim como a velocidade, do que depende a energia cinética? De um exemplo.
- A energia cinética é uma grandeza vetorial ou escalar?
A energia cinética é uma força associada ao movimento dos corpos. Os movimentos podem ser divididos em movimentos de translação e movimentos de rotação. Desse modo, existe energia cinética de translação e energia cinética de rotação. Quando estudamos movimentos de pontos materiais, a energia cinética envolvida é somente a de translação. A energia cinética de rotação é importante no estudo dos movimentos dos corpos extensos. Inicialmente, nosso curso estará restrito apenas aos movimentos dos pontos materiais e, portanto, envolverá somente a energia cinética de translação. Daqui em diante, vamos denominá-la apenas energia cinética \(\left(E_c\right)\).
A energia cinética de um ponto material de massa \(m\) e velocidade escalar \(v\) é calculada pela equação:
$$ E_{\mathrm{c}}=\frac{1}{2} m v^2 \text { ou } E_{\mathrm{c}}=\frac{m v^2}{2} $$
Como a velocidade depende do referencial adotado, a energia cinética também depende do referencial. Se, por exemplo, você estiver sentado no banco de um trem que está em movimento relativo à Terra, sua energia cinética será nula em relação ao próprio trem e não nula em relação ao solo, onde são fixados os trilhos da via férrea. A energia cinética é uma grandeza escalar, ou seja, não depende da direção (horizontal, vertical ou oblíqua) nem do sentido, ou orientação (para cima, para baixo, para a direita ou para a esquerda), da velocidade do corpo.
No SI, a massa é medida em quilograma (kg), e a velocidade, em metro por segundo \((\mathrm{m} / \mathrm{s})\). Assim, já que o coeficiente \(\frac{1}{2}\) é adimensional, a unidade de energia cinética no SI é:
$$ \mathrm{kg} \cdot\left(\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}\right)^2=\underbrace{\mathrm{kg} \cdot \frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}}_{\text {newton }} \cdot \mathrm{m}=\mathrm{N} \cdot \mathrm{m}=\text { joule }(\mathrm{J}) $$
Outras unidades de energia serào estudadas e usadas oportunamente. A caloria (cal), o quilowatt-hora ( \(\mathrm{kWh})\), a unidade térmica britânica (BTU: British Thermal Unity) e o elétron-volt \((\mathrm{eV})\) são exemplos de unidades de energia com usos em áreas específicas da Física e da Engenharia.
Referências:
Ferraro, Nicolau Gilberto Física, volume único / Nicolau Gilberto Ferraro, Carlos Magno A. Torres, Paulo Cesar M. Penteado. 1. ed. – São Paulo: Moderna, 2012. – (Vereda digital)
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