Energia Mecânica: O que é e como funciona? Exemplos e usos

Tabela de Conteúdos

O que é energia mecânica?

Energia é o poder de gerar a transformação ou movimento de uma determinada coisa.

A energia mecânica engloba todas as coisas que funcionam pela ação de um mecanismo ou maquinaria.

É o tipo de energia onde intervêm a posição e os movimentos dos corpos, é a soma das energias potenciais, cinético S elástico de um objeto em movimento.

É a capacidade dos corpos com massa de realizar um determinado esforço ou uma determinada tarefa.

Existem diferentes tipos de energia mecânica, O que poder hidráulico, que aproveita a energia potencial do movimento da água.

Por exemplo:

O funcionamento de uma barragem: quando a barragem libera a água, ela é convertida em energia cinética, em movimento, e a soma de ambas, a energia hidráulica e a energia cinética, formam a energia mecânica

Como é produzida a energia mecânica?

A energia mecânica é produzida pelo trabalho de um corpo e pode ser transferida entre outros corpos.

É o resultado da combinação do movimento dos corpos com a energia potencial elástica e gravitacional; Ela é produzida pela interação dos corpos em relação à posição de cada um.

Por exemplo:

A energia eólica É produzido pelos ventos gerados na atmosfera da Terra.

É usado para gerar energia elétrica como mecanismo de extração de águas subterrâneas ou moinhos para agricultura, por isso é considerado um tipo de energia cinética.

poder hidráulico É produzido a partir da energia potencial e cinética das massas de água transportadas pelos rios, provenientes da chuva e do derretimento do gelo. Em sua queda entre dois níveis do canal, a água passa por uma turbina hidráulica que transmite energia para um alternador, que a transforma em energia elétrica.

Em que unidades a energia mecânica é medida?

No Sistema Internacional (SI), a massa m se mede em quilogramas (kg) e a velocidade v em metros por segundo (m/s), com a qual que a Energia a cinética é medida em Joule (J).

O Fórmula a partir de Energia cinética é: E_C= ½.mV^dois onde m é a massa em kg do objeto e V é a velocidade.

O Energia potencial é o Energia naquela possuem corpos de acordo com sua posição, e dependerá do sistema de referência que for adaptado.

O Poder mecânico É definida como a taxa na qual o trabalho é realizado. É medido em watts (W) e diz-se que existe um Poder mecânico de um watt ao fazer o trabalho de um joule por segundo: 1 W = J/seg.

Fórmulas de energia mecânica

Nós definimos o energia mecânica de um corpo como a soma de a energia cinética E_c e a energia potencial E_p pelo que:

𝐸𝑚=𝐸𝑐+𝐸𝑝

Deve-se enfatizar que energia potencial, em geral, tem diferentes contribuições. Neste tópico vamos nos concentrar na energia potencial gravitacional e a energia potencial elástica.

𝐸𝑝=𝐸𝑝𝑔+𝐸𝑝𝑒

O energia cinética Por seu lado, manifesta-se quando os corpos se movem e está associado a Rapidez. É calculado pela fórmula:

Ec= ½ m • v2

Onde m é a massa (Kg), v a velocidade (m/s) e E_c a energia cinética (J=Kg m^dois /s^dois ).

Vantagens da energia mecânica

É uma das mais baratas de gerar, entre todos os tipos de energia.
Afectou positivamente a forma como as tarefas eram executadas, reduzindo o trabalho manual e, noutros casos, cancelando-o completamente.
A força animal usada anteriormente foi substituída por máquinas.
O potencial da força a ser produzida é maior do que a exercida manualmente.
Depende de si mesmo para gerar energia, por isso é autônomo.
Acelera processos em que muita força humana teria que ser usada.
É mais eficiente que o trabalho manual.
Este tipo de energia é de fácil acesso, sua distribuição e uso é muito econômico nos diferentes setores.
É uma energia muito versátil, por isso tem múltiplas aplicações e usos.
É mais confortável e seguro, as máquinas reduziram os riscos ocupacionais e os acidentes.

Desvantagens da energia mecânica

Há um custo significativo na manutenção das máquinas que aproveitam essa energia.
O maquinário costuma ser muito pesado, o que abre alguns riscos.
As máquinas podem se tornar obsoletas com o tempo e exigir substituição.
A movimentação de máquinas pesadas geralmente representa um custo significativo.
É necessário treinamento e especialização para o uso de determinadas máquinas.
Com o tempo, em alguns setores, as máquinas substituem o trabalho humano, gerando desemprego.
A transmissão deste tipo de energia a longas distâncias é complicada.
As falhas de máquina são contínuas e representam um custo para reparo ou substituição.
Há maior desgaste térmico.
A interação com máquinas pode ser um tanto traumática e complicada para algumas pessoas.

Exemplos de energia mecânica

Aqui estão alguns exemplos e tipos de energias mecânicas:

- Energia eólica: devido aos ventos gerados pela atmosfera terrestre.

Energia das marés: É produzido pela força das marés.

energia das ondas: produzido pela força das ondas.

Energia hidraulica: gerado pela água.

balanço: você faz força para balançar uma criança e isso se mantém graças à oscilação no eixo do balanço.

Exercício físico: o corpo humano, ao realizar um esforço físico, está convertendo a energia química da glicose e/ou gorduras em energia cinética.

Como a energia mecânica é transformada?

A energia é transformada por meio de máquinas chamadas geradores.

A eletricidade ou energia elétrica ocorre porque a matéria pode ser eletricamente carregada.

A energia mecânica é transformada em energia elétrica, devido à rotação de corpos condutores em um campo magnético, com o uso de um dínamo como gerador elétrico.

O dínamo é um gerador do qual se obtém corrente contínua; está composto principalmente por uma bobina e ímãs.

quando a bobina gira influenciado pelo campo magnético dos ímãs, é induzida neste corrente elétrica conduzida para o exterior por meio de escovas

É energeticamente eficiente?

A energia mecânica pode ser muito útil, pois atende ao requisito de que o uso eficiente da energia visa reduzir a quantidade de energia necessária para fornecer produtos e serviços.

Além de diminuir custos, a energia mecânica é autônoma porque depende de si mesma para produzir energia.

O racionalização de processos devido à eliminação da força humana em grande escala trazida como consequência maior desempenho e menor índice de acidentes de trabalho em trabalhos potencialmente perigosos.

O simples fato de que graças à energia mecânica podemos desfrutar eletricidade é suficiente para considerá-lo altamente eficiente.

Como a energia mecânica pode ser aproveitada em fontes renováveis?

Isso é demonstrado, por exemplo, com a energia hidraulica. Este tipo de energia utiliza água para aproveitar a energia potencial. Também, a energia eólica aproveita a energia cinética por meio de turbinas eólicas, etc

Quem e quando a energia mecânica foi descoberta?

James Prescott Joule, originário de Salford, Reino Unido (1818-1889), é o físico a quem ele deve a teoria mecânica do calor. Em sua homenagem a unidade de medida no sistema internacional recebe o nome de Júlio.

No Enciclopédia Biográfica Online Joule é dito ter inventado o motor elétrico e estudou o diferentes formas de energia, e com seus experimentos verificou Quando uma corrente elétrica flui através de um condutor, ele experimenta um aumento de temperatura.

Daí deduziu que, se a fonte de energia elétrica é uma célula eletroquímica, a energia deve provêm da transformação realizada por reações químicas, o que o tornaria em energia elétrica, que se transformaria em calor.

Se um novo elemento, como o motor elétrico, é introduzido no circuito, ele origina energia mecânica.

Isso o levou a enunciado do principio da conservacao da energia, e embora houvesse outros físicos renomados que contribuíram para o estabelecimento desse princípio (como Julius von Mayer, William Thomson e Herman von Helmholtz) isso foi Juole que proporcionou maior solidez.