Tabela de Conteúdos
O que é energia cinética?
Foi definido como o esforço necessário para acelerar um corpo com uma dada massa, fazendo-o passar de um estado de repouso para um estado de movimento.
Ou seja, é a energia que um objeto possui quando está em movimento e sua velocidade é constante.
Por exemplo:
Alguns exemplos de energia cinética na vida cotidiana são o movimento de uma montanha-russa, uma bola ou um carro.
O exemplo da montanha-russa ilustra muito sobre esse tipo de energia, pois quando os carros estão no topo, a energia cinética permanece zero (energia potencial) porque os carros estão em repouso.
Mas à medida que descem, atraídos por a gravidade, à medida que a velocidade aumenta; a energia cinética aumentará gradualmente, e quanto mais passageiros houver, maior será o coeficiente de energia cinéticadesde que os carros continuem em movimento.
O mesmo exemplo pode ser colocado no caso de um carro que quando parado está em zero, mas quando avança, quanto mais velocidade adquire, mais energia cinética também haverá.
Que vantagens tem a energia cinética?
As vantagens atribuídas pelos especialistas são as seguintes:
- É uma fonte abundante de energia. Todo elemento que tem movimento tem energia cinética, e por isso é uma das fontes de energia mais abundantes do mundo.
- Qualquer força, não importa quão grande ou pequena, cria energia cinética; por exemplo, a força da gravidade é suficiente para impulsionar uma roda colina acima para criar energia cinética.
- É um tipo de energia limpa e o mais importante é que seja renovável.
- Não precisa de muito para ser instalado, ou seja, sua instalação é fácil.
Que desvantagens tem?
Por outro lado, dentro das desvantagens encontramos:
- O atrito é um aspecto negativo importante da energia cinética, pois é a força da natureza que se opõe ao movimento, ou seja, o retarda. Uma roda em movimento pára quando roça no asfalto.
- A energia cinética pode ser difícil de controlar, tornando-a imprevisível; se não houver controle, ou se não houver cálculo exato e o objeto não parar, pode haver danos ao equipamento ou ferimentos em pessoas.
- Não é adequado para uso como única fonte de energia.
- Sua capacidade de geração não pode ser medida.
- Eles são muito caros para instalar e manter.
Como é produzida a energia do movimento?
- A energia cinética é produzida por corpos em movimento; assim, quando um corpo está parado ele não terá energia cinética, mas quando é posto em movimento.
- Uma vez que essa energia é alcançada, o corpo mantém sua energia cinética, a menos que sua velocidade mude.
- Então, para que o corpo retorne ao seu estado de repouso, é necessário um trabalho negativo de mesma magnitude que sua energia cinética.
Em que unidades a energia cinética é medida?
Como a energia cinética é a massa associada aos corpos em movimento, sua medida depende da massa e da velocidade do corpo.
Por exemplo:
Sobre o cálculo da energia cinética:
Se existe um ciclista que pesa 70 kg e percorre uma velocidade constante de 40 quilômetros por hora, qual é o valor da energia cinética que ele possui?
- Ec = energia cinética em Joules (J)
- m = massa em kg
- v2 = velocidade ao quadrado em m2 ou s2
Se quisermos aplicar esta fórmula, devemos pense que peso não é massa.
Face à obtenção da massa, devemos dividir o peso do corpo pela gravidade do planeta Terra, que geralmente é 9’8, embora é um número que pode variar dependendo do Lugar do mundo e de a distância ao centro da Terra.
Depois de fazê-lo, As unidades precisam ser unificadas.; pois a gravidade é medido em metros, devemos transformar os quilômetros por agora em metros por segundo, dando-nos 19,44 m/s.
Se o cálculo for feito, o resultado obtido é que o ciclista em questão possui uma energia cinética de e 1349,7 J que é o produto de seu peso pela velocidade com que ele se move.
Como a energia cinética é transformada?
O energia cinética torna-se em outros tipos de energia ou em outros tipos de energia, porque a energia que é liberada de corpos em movimento pode ser usada para gerar eletricidade ou calor.
Por exemplo:
O movimento da roda faz com que o dínamo gire e, como resultado, a luz da bicicleta é acesa e a energia elétrica é gerada.
O dínamo também pode ser usado caso o ciclista decida descer a ladeira a toda velocidade.
- Como o ciclista comeu comida para se fortalecer, ele usará esse energia química acelerar, nesse caso energia química é transformada em energia em movimento, ou seja, energia cinética.
- Por sua vez, este processo de energia cinética em movimento do ciclista e da bicicleta poderia adquirir outras formas de energia.
- Se o ciclista subir uma ladeira íngreme para se lançar do outro lado, carregando a bicicleta, o energia cinética terá se tornado energia potencial gravitacional que será liberado quando jogado ladeira abaixo.
- Se o ciclista colocar o dínamo na descida ele será geração de energia elétrica no mesmo processo.
- E se o ciclista acionasse os freios, estaria transformando o energia cinéticapor atrito, em energia calórica.
A energia, como se sabe, é degradado e preservado em cada transformação.
Um objeto perderá energia em uma transformação, mas essa perda de energia irá para outro lugar.
E é que a energia perde capacidade para novas transformações, mas a energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada.
É por isso que a soma de todas as energias do universo é sempre constante.
Como a energia cinética é armazenada?
- O armazenamento cinético é realizado por elementos móveis rotativos.
- É uma técnica de armazenamento de energia pela qual a energia elétrica é convertida em energia cinética usando um motor que aciona um volante de alta inércia e baixo atrito.
- Desta forma, a energia é acelerada e conservada na forma de movimento, mesmo quando o fornecimento de energia é interrompido posteriormente.
- Essas lojas armazenam energia mecânica na forma de energia cinética em uma massa rolante chamada volante.
- Quando se deseja recuperar a energia armazenada no volante, uma máquina que funciona como gerador é responsável por converter essa energia mecânica em energia elétrica.
- A conversão reversa de energia, destinada a carregar o acumulador, é realizada acionando um motor.
- O usual é que o volante seja incorporado ao motor-gerador elétrico, configurando uma máquina isolada, conectada ao exterior por meio de cabos como em uma bateria eletroquímica.
- É, portanto, o que poderíamos chamar de “baterias mecânicas recarregáveis”.
- Este é o tipo de armazenamento usado em fontes de alimentação interrompidas (UPS).
O que precisamos para produzir energia cinética?
Como explicamos, a energia nunca é realmente destruída, mas sim transferida de uma forma para outra e realiza trabalho no processo.
O que é necessário para produzir energia cinética é colocar um objeto em movimento; dessa forma, essa energia cinética, por sua vez, criará outras formas de energia.
A Khan Academy fornece dois exemplos que ilustram essa afirmação:
- Uma bala se movendo em alta velocidade tem uma quantidade mensurável de energia associada a ela, que é a energia cinética.
- A bala adquire essa energia pelo trabalho realizado sobre ela por uma carga de pólvora, que por sua vez perde algum tipo de energia potencial química no processo.
- Uma xícara de café quente tem uma quantidade mensurável de energia térmica que adquiriu pelo trabalho realizado sobre ele por um forno de micro-ondas, que por sua vez recebia energia da rede elétrica.
Como dito, na prática Sempre que o trabalho é feito para converter energia de uma forma para outra, há alguma perda em outros formas de energia, como calor ou som.
É um tipo eficiente de energia?
A eficiência da energia cinética é inquestionável.
É a energia essencial para criar outras fontes de energia.
A partir dela começa o movimento que dá vida a todas as energias que nos proporcionam uma vida melhor para todos os seres humanos, como eletricidade, a hidráulicao acesso à água potável, o conforto de viajar de avião, de carro, etc.
É renovável ou não renovável?
O conceito de energia renovável é o seguinte:
Caracterizam-se por não utilizar combustíveis fósseis -como é o caso das energias convencionais-, mas recursos capazes de renovação ilimitada.
Se levarmos em conta que a energia cinética utiliza o sol, vento ou água para formar outras energias, como vimos neste estudo, devemos concluir que é totalmente renovável.
Quem e quando foi inventada a energia cinética?
Gottfried Leibnizmatemático alemão e Daniel Bernoullicientista holandês, foram os pesquisadores que desenvolveram o princípio da mecânica clássica, que descreve a energia cinética como a força viva, no século XVIII.
Willem’s Gravesandeda Holanda, foi quem forneceu evidências experimentais para essa relação.
Gravesande determinou que profundidade de penetração é proporcional ao quadrado da velocidade de impactocom base na queda de um bloco de barro de diferentes alturas.
Por sua parte, Emilie du Châtelet reconheceu as implicações deste experimento e publicou uma explicação.
Mas o primeiro conhecimento dessas idéias é atribuído a Gaspard Coriolis, que em 1829 publicou um artigo intitulado Du Calcul de L’Effet des machinnes delineando a matemática da teoria cinética.
E, finalmente, o fim de energia cinética William Thomson, mais conhecido como Lord Kelvin, cunhou-o em 1849.
