A energia cinética é a energia associada ao movimento dos corpos. Do grego o termo "cinética" significa "movimento". Show Qualquer corpo em movimento é capaz de realizar trabalho, portanto, possui energia, que neste caso é chamada de cinética. A unidade da energia cinética, no sistema internacional, é medida em Joule (J), em homenagem ao cientista inglês James Prescott Joule (1818-1889). Fórmula da Energia CinéticaPara calcular a energia cinética dos corpos, utiliza-se a equação abaixo:  Onde: Ec: energia cinética, também pode ser representada pela letra K (J) A partir disso, conclui-se que se duplicarmos a massa de um corpo, mantendo sua velocidade, a sua energia cinética também irá duplicar. Por outro lado, a velocidade está elevada ao quadrado, então se o seu valor duplicar e sua massa permanecer constante, a energia cinética será quadruplicada. ExemploQual a energia cinética de uma pessoa com 60 kg e que está numa velocidade de 10 m/s? Assim, no instante considerado, a energia cinética do corpo é igual a 3000 J. Leia também sobre Energia. Teorema da Energia CinéticaPara que um corpo sofra uma variação na sua velocidade, é necessário que um trabalho seja realizado sobre ele. Essa variação na velocidade do corpo faz com que sua energia cinética varie. O teorema da energia cinética indica que a variação da energia cinética é igual ao trabalho, ou seja: T = ∆Ec Onde, T:
trabalho (J) ExemploQual o trabalho que deverá ser realizado sobre um corpo de massa igual a 6 kg, para que sua velocidade passe de 4 m/s para 20 m/s? Solução O trabalho é igual a variação da energia cinética. Essa variação pode ser calculada diminuindo-se o valor da energia cinética final da energia cinética inicial: ∆Ec = Ecf - Eci Calculando os valores de Ecf e Eci, temos: Portanto, o trabalho necessário para mudar a velocidade do corpo, será igual a 1152 J. Leia também sobre Trabalho na Física. Energia cinética e Energia PotencialA soma da energia cinética, produzida pelo movimento, e da energia potencial, gerada pela interação dos corpos, correspondem à energia mecânica, ou seja, a energia produzida por um corpo através do trabalho e que pode ser transferida. A energia mecânica (Em) é expressa matematicamente como a soma da energia cinética (Ec) e energia potencial (Ep). Em = Ec + Ep As fórmulas para calcular a energia cinética e a energia potencial são: Energia Cinética:
Ec = mv2/2 Onde, m: massa (kg) Pela conversão de unidades, temos: Saiba mais sobre:
Exercícios Resolvidos sobre Energia CinéticaQuestão 1Se uma bola de massa 0,5 kg é arremessada e atinge uma velocidade de 7 m/s, qual a sua energia cinética durante o movimento? Ver Resposta Resposta correta: 12,25 J. A energia cinética é calculada através da seguinte fórmula: Substituindo os dados da questão na fórmula acima, encontramos a energia cinética, temos: Portanto, a energia cinética adquira pela bola é de 12,25 J. Questão 2(Fuvest - 2017) Helena, cuja massa é 50 kg, pratica o esporte radical bungee jumping. Em um treino, ela se solta da beirada de um viaduto, com velocidade inicial nula, presa a uma faixa elástica de comprimento natural L0 = 15 m e constante elástica k = 250 N/m. Quando a faixa está esticada 10 m além de seu comprimento natural, o módulo da velocidade de Helena é: (Note e adote: Aceleração da gravidade: 10 m/s2 . A faixa é perfeitamente elástica; sua massa e efeitos dissipativos devem ser ignorado ) a) 0
m/s Ver Resposta Alternativa correta: a) 0 m/s. Para calcular a velocidade de Helena quando a faixa está esticada 10 m, podemos utilizar o teorema da energia cinética. Como Helena está presa em uma faixa elástica, podemos calcular o trabalho da força elástica e ao se soltar do viaduto, teremos também o trabalho da força peso. Desta forma, o trabalho total produzido será igual a variação da energia cinética sofrida por Helena. Sendo o trabalho total igual a soma do trabalho da força peso com o trabalho da força elástica. Assim, vamos começar calculando o valor do trabalho da força peso. O comprimento natural da faixa é 15 m, entretanto, ela está esticada 10 m. Portanto, a distância percorrida por Helena foi de 25 m (15 + 10). Considerando que o trabalho da força peso na descida é positivo, temos: Agora, vamos calcular o trabalho da força elástica. Perceba que, neste caso, o trabalho será negativo (trabalho resistivo), pois a corda está esticada e a força elástica é contrária ao movimento. Note ainda que x representa a deformação da faixa. Neste caso, o seu valor é igual a 10 m, assim: Como Helena partiu do repouso, sua velocidade inicial era igual a zero. Portanto, sua energia cinética também era igual a zero. Substituindo os valores encontrados no teorema da energia cinética: Alternativa: a) 0 m/s Questão 3(Uerj - 2015) Um carro, em um trecho retilíneo da estrada na qual trafegava, colidiu frontalmente com um poste. O motorista informou um determinado valor para a velocidade de seu veículo no momento do acidente. O perito de uma seguradora apurou, no entanto, que a velocidade correspondia a exatamente o dobro do valor informado pelo motorista. a)) 1/2 Ver Resposta Alternativa correta: b) 1/4. A razão entre a energia cinética informada pelo motorista e a energia cinética encontrada pelo perito é dada por: Alternativa: b) 1/4 Questão 4(Enem - 2015) Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km/h. Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2 , que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m2 e rendimento de 30%. Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de a) 1,0 s. Ver Resposta Alternativa correta: d) 33 s. No carro solar, a energia recebida do Sol é transformada em trabalho. Esse trabalho será igual a variação da energia cinética. Antes de substituir os valores no teorema da energia cinética, devemos transformar o valor a velocidade para o sistema internacional. 108 km/h : 3,6 = 30 m/s. O trabalho será igual a: No local, a insolação é igual a 1 000 W para cada m2 . Como a placa tem uma área de 9 m2, a potência do carro será igual a 9 000 W. Entretanto, o rendimento é de 30%, logo a potência útil será igual a 2 700 W. Lembrando que potência é igual a razão do trabalho pelo tempo, temos: Alternativa: d) 33 s Para mais questões com resolução comentada, veja também: Exercícios sobre Energia Cinética. Bacharela em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018) e Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011). Como calcular a energia de uma massa?Para calcular a energia cinética de um objeto com massa “m” e velocidade “v” devemos aplicar a fórmula Ec = mv²/2, onde: Ec – energia cinética em joules; m – massa em kg; v – velocidade em m/s.
Quanto mais massa mais energia?Na teoria da relatividade, este resultado é amplamente generalizado. Com o auxílio desta teoria, Einstein estabeleceu a relação geral entre a energia e a massa, que é dada por uma fórmula muito simples: A energia dum corpo ou dum sistema de corpos é igual à massa multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz.
Qual a energia cinética de um corpo de massa 8 kg?A energia cinética é de 1600 J.
Quanto maior a massa menor a energia?Quanto maior é a velocidade e a massa do corpo, maior é a sua capacidade de realizar trabalho quando estiver em movimento. De forma análoga, podemos pensar que um corpo que apresenta uma grande energia cinética necessita de uma grande quantidade de energia para cessar o seu movimento.
|
Quanto de energia um corpo com massa de 1kg pode produzir
Postagens relacionadas
direito autoral © 2024 nguoilontuoi Inc.
