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O que é Energia Cinética?

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O que é Energia Cinética?

Mensagem por Pessi em Qua Jun 30, 2010 8:25 pm


É a energia que um corpo em movimento possui devido à sua velocidade. É calculada por: \!E_c = \frac{m.v^2}{2}

m= massa do corpo.

v= velocidade do corpo.

Isto significa que quanto mais rapidamente um objeto se move, maior o nível de energia cinética. Além disso, quanto mais massa tiver um objeto, maior é a quantidade de energia cinética necessária para movê-lo.

Em física, a variação de energia cinética é a quantidade de trabalho que teve que ser realizado sobre um objeto para modificar a sua velocidade (seja a partir do repouso - velocidade zero - seja a partir de uma velocidade inicial).

Para um objeto de massa m a uma velocidade v a sua energia cinética, em um instante de tempo, é calculada como:

E_c = \frac{mv^2}{2}

[editar] Discussão conceitual

Uma das coisas importantes a se lembrar desta expressão é que a energia cinética aumenta com o quadrado da velocidade. Isto significa que um carro que bater a 160 km/h causará 4 vezes mais estrago que um andando a 80 km/h, ou 16 vezes mais que um a 40 km/h, ou 64 vezes mais que um a 20 km/h

Também da definição da energia cinética como a soma "integral" do trabalho realizado em um determinado deslocamento do corpo podemos entender porque uma colisão de veículos causa tanto estrago.

Um veículo andando a 80 km/h por exemplo chegou a esta velocidade devido ao trabalho do motor durante um certo tempo e distância. Ao colidir, toda a energia cinética do veículo deve ser dissipada para que ele volte ao repouso. Na colisão com um poste, por exemplo, a distância que o veículo terá para realizar um trabalho equivalente ao que foi feito para coloca-lo em movimento é significativamente muito menor, alguns centímetros, talvez um metro. Desta forma, as forças envolvidas terão que ser muito maiores, para que o produto Força x deslocamento (trabalho) seja igual ao do percurso original.

A energia cinética é a energia que o sistema possui em virtude do movimento das partículas que constituem o sistema, em relação ao referencial adotado.Ela depende de sua massa e do módulo de sua velocidade ao quadrado;não depende da direção de sua velocidade porque a energia cinética é uma grandeza escalar. Assim, podemos generalizar dizendo que é a energia que temos quando um determinado corpo está em movimento.

Um outro importante conceito de energia cinética, é quando nos referimos ao trabalho. Consideremos um caminhão que têm a mesma velocidade do carro, mas possui maior massa, maior também será o trabalho realizado, ou seja , maior a energia cinética.

"O trabalho realizado pela força resultante "F" que desloca um corpo de uma posição para outra, é igual à variação de energia cinética", ou seja, \tau = \frac{1}{2}. mv^2 - \frac{1}{2}.mv_{o}^2.
[editar] Dedução da energia cinética

Da definição de energia cinética como trabalho para colocar um corpo em movimento, podemos obter a expressão geral dada acima para o cálculo da energia cinética:

\Delta E_{c} = W = \int\mathbf{F}\cdot d\mathbf{s}

Como o deslocamento em instante infinitesimal de tempo é \mathbf{s} = \mathbf{v} dt, obtemos:

\Delta E_{c} = \int_{0}^{v} \mathbf{F}\cdot d\mathbf{s} =\int_{0}^{v} \mathbf{F}\cdot \mathbf{v} dt = \int_{0}^{v} m \frac{d\mathbf{v}}{dt} \cdot \mathbf{v} dt

Cancelando o dt na expressão acima podemos escrever (para uma massa constante):

\Delta E_{c} = \int_{0}^{v} m d\mathbf{v} \cdot \mathbf{v} = \frac{1}{2} m \mathbf{v} \cdot \mathbf{v} = \frac{mv^2}{2}</


Exemplo Ec= 50 . 5² /2 = 625. Ou seja energia cinetica de uma pessoa de 50 kg à 5 m/s é de 625 J.

Para que algo se mova, é necessário transformar qualquer outro tipo de energia neste. As máquinas mecânicas - automóveis, tornos, bate-estacas ou quaisquer outras máquinas motorizadas - transformam algum tipo de energia em energia cinética.
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