Energia cinética se configura na forma de energia ligada aos corpos que se movem.
Tal grandeza física escalar possui a unidade de medida em joule, segundo o SI (Sistema Internacional de Unidades). A mesma se trata ainda de um meio de quantificação matemática da capacidade de conversão da velocidade de um objeto para outro tipo de energia.
A energia, expressa de variadas formas, tem relação com a capacidade de geração de ação e movimento num corpo. Já a cinética é um ramo da física que lida com a ação das forças nas variações de movimento dos corpos.
Quando um corpo em movimento executa um trabalho (física), então ele muda o estado de movimento dos corpos ao seu entorno ou mesmo os deforma e a isso é dado o nome de energia cinética. Uma característica importante sobre isso é que se um corpo possui muita velocidade e muita massa, então se ele estiver em movimento pode executar mais trabalho.
Para calcular a energia cinética é usada a fórmula a seguir:
Havendo a seguinte legenda para ela:
- Ec: energia cinética (com a sua medida feita em joules, J);
- m: massa do corpo (apresentada em quilogramas, kg);
- v: velocidade do corpo (apresentada em metros por segundo, m/s).
Variação da energia cinética
Outro assunto importante é a variação da energia cinética.
Se acontecer da massa de um corpo duplicar (conservando a velocidade constante), então sua energia cinética duplicaria.
Contudo, a velocidade eleva-se ao quadrado. Desse modo, se a velocidade duplicar e a massa seguir constante, se teria como resultado a energia cinética quadruplicada.
Exemplo de aplicação da energia cinética
Para que haja um melhor entendimento sobre a energia cinética, cabe realizar então um exercício. Nesse caso, tomaremos como exemplo uma pessoa que pesa 70 kg e move-se a uma velocidade de 8 m/s. Para saber isso basta usar a seguinte fórmula:
Com isso se teria o resultado de 2560 J da energia cinética que essa pessoa com esse peso a se movendo a tal velocidade teria.
Gravidade, impulso e colisões integram esse conceito, assim como oscilação e rotação.
A relação entre trabalho e energia cinética
O trabalho é classificado como a transferência de energia quando sucede a aplicação de uma força.
Quando se realiza trabalho sobre um corpo, isso faz com que esse corpo obtenha ou perca energia cinética. Com isso, é comum dizer que o trabalho feito sobre um corpo equivale à variação de energia cinética. E aqui adentra-se no que se nomeia de teorema do trabalho e energia cinética ou teorema trabalho-energia.
A partir desse teorema, há como notar que, se a energia cinética de um corpo segue constante, então nenhum trabalho é feito sobre ele, em outras palavras, tal corpo não obtém e nem mesmo transfere energia de outros corpos.
O teorema do trabalho e energia cinética é algo essencial para a área da mecânica. Segundo ele, o trabalho feito sobre um corpo é numericamente similar à variação da energia cinética de tal corpo.
Energia cinética e potencial
A energia cinética possui ligação com o movimento, enquanto a energia potencial depende da posição. Juntas, elas formam o estado energético de um sistema mecânico.
Na energia cinética (Ec), no momento em que um objeto se move, ele dispõe de energia cinética. Essa energia carece da massa do corpo e da velocidade com a qual ele se desloca.
Energia potencial (Ep), por sua vez, é a energia relacionada à posição do corpo quanto a um referencial. Ela ocorre por causa da interação entre os corpos e à altura em que se localizam. A fórmula da energia potencial varia conforme o contexto (gravitacional, elástico etc.).
Energia mecânica (Em): quando a energia cinética e a energia potencial se aliam, então gera-se a energia mecânica total.
Conversão para outras formas de energia
A energia cinética, como explicado, tem relação com o movimento dos corpos. E a mesma foi formalizada matematicamente por Gaspard-Gustave Coriolis, o qual publicou o artigo “Du Calcul de l’Effet des Machines” no ano de 1829.
Tal energia pode ser convertida para outros tipos de energia. Há como exemplificar isso com o caso de um ciclista que percorre por um caminho plano, usando então a energia cinética que é a energia do movimento. Esse ciclista convertera então a energia química em cinética.
Mas há ainda como transformar a energia cinética do ciclista em movimento e da bicicleta em outras formas de energia. Um exemplo comum é quando esse ciclista precisa subir uma ladeira. O que acontece agora é a conversão da energia cinética em energia potencial gravitacional. E essa energia pode ser liberada “soltando” a bicicleta já do outro lado da colina, quando ocorre a descida.
Na física, a energia tende a ser expressa em variadas formas: potencial gravitacional, elétrica, elástica, etc. E há ainda como analisar tal parâmetro físico no momento em que uma partícula ou objeto qualquer (com massa) obtém uma determinada velocidade, aparecendo a energia cinética.
SOUSA, Priscila. (23 de Fevereiro de 2024). Energia cinética - O que é, conceito e definição. Conceito.de. https://conceito.de/energia-cinetica