Energia Cinética e Potencial

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Bons estudos!
ENERGIA CINÉTICA
Física – EM  Aula 07
Química  Contida nos alimentos, nas pilhas, nas baterias.
Lição 1 de 1
ENERGIA CINÉTICA
A energia está presente em nossas vidas. Não apenas a energia
elétrica como também outras formas de energia, tais como:
Térmica
Liberada na combustão da gasolina ou do álcool.
Mecânica (potencial e
cinética)
Associada ao movimento. 
Solar Sem a qual não existiria vida na Terra. 
Luminosa Transmitida por radiação, originada por
comprimentos de ondas diferentes. 
Sonora Quantidade de energia transmitida por som. 
Nuclear Dos núcleos dos átomos. 
Podemos, dizer que: 
Um corpo ou sistema de corpos possui energia, quando ele é capaz de produzir movimento, de
fazer com que as coisas funcionem. 
Começaremos o estudo da energia, de suas transferências e transformações, conceituando
energia cinética. Energia cinética: é a energia que um corpo possui em virtude de seu
movimento. Um martelo pode cravar um prego graças à energia que possui por estar em
movimento. O mesmo não aconteceria se o martelo estivesse em repouso, concorda? 
Da mesma forma, a água em movimento pode acionar uma turbina. 
A energia cinética é uma grandeza escalar, relacionada com a velocidade e com a massa de um
corpo. Seu valor é dado por:
Esta expressão nos “diz” que: 
Unidades de Medida
A energia cinética, como qualquer outra forma de energia, pode ser medida em: calorias (cal),
quilowatt-hora (kWh) ou joule (J.
Trabalho de uma força
Na linguagem comum do dia a dia, a palavra trabalho pode apresentar diferentes significados:
atividade (intelectual ou física); local onde se exerce esta atividade; profissão; tarefa; e muitos
outros que você mesmo poderá acrescentar. Porém, na linguagem da Física, trabalho é: A
quantidade de energia transferida para um corpo através de uma força. O trabalho é uma
grandeza escalar geralmente representada pela letra W. 
Vamos considerar uma caixa sendo empurrada sobre uma superfície plana e horizontal, a partir
do repouso (v = 0, por uma pessoa que exerce uma força de intensidade constante e paralela
ao deslocamento.
quanto maior a massa de um corpo, maior será a sua energia cinética;
a energia cinética varia com o quadrado da velocidade, ou seja, se a velocidade
dobra, a energia cinética torna-se quatro vezes maior (quadruplica); se a velocidade
triplica, a energia cinética torna-se nove vezes maior e assim por diante.
A figura indica que a força resultante está transferindo energia para o sistema (caixa + carrinho),
fazendo com que ele se desloque de A para B, variando, portanto, a sua energia cinética. 
Essa variação de energia cinética (ΔEc) equivale ao trabalho da força resultante. Em outras
palavras, a energia do sistema variou porque a força transferiu energia para ele. Para determinar
esse trabalho W, basta multiplicar a força F pelo deslocamento d. 
Matematicamente, teremos:
Energia potencial, gravitacional e elástica
Um corpo elevado a certa altura possui energia potencial gravitacional, que só se manifestará
quando ele cair, atraído pela Terra. Graças a esta energia, ele poderá, ao chegar ao solo, amassar
um objeto, cravar uma estaca ou realizar outro trabalho qualquer. 
Quanto mais alto o corpo estiver, maior será sua velocidade ao chegar ao solo, já que uma
quantidade maior de energia potencial gravitacional será transformada em energia cinética. 
Fato semelhante ocorre com o sistema mola – carrinho da figura abaixo. Observe que o carrinho
é colocado junto a uma mola comprimida. O carrinho não se move porque a trava não permite. 
O que acontecerá quando retirarmos a trava? Veja se concorda: a energia acumulada na mola
será transferida para o carrinho provocando seu movimento. Então o sistema mola – carrinho
possui energia potencial elástica, que só se manifesta quando retiramos a trava.
A unidade de medida para a energia potencial, no Sistema Internacional, também é o
joule (J.
Uma força é dita conservativa quando converte integralmente energia potencial em cinética (de
movimento) e vice-versa.
Energia mecânica
No século XIX, os físicos chegaram à seguinte conclusão: energia não pode ser criada nem
destruída, apenas transformada. Para exemplificar esta importante lei física, imagine que você
esteja segurando uma bola a certa altura do chão. Para suspender a bola, você tem que gastar
energia. De onde vem essa energia? Dos alimentos que você ingere. Assim, a energia química
dos alimentos se transforma em energia de movimento dos seus músculos, que se transforma
em energia potencial gravitacional da bola, que ao cair se transformará em energia cinética. Isso
sem falar na energia térmica (calor) que a bola, em movimento, dissipa no ar a sua volta. 
Dessa forma, a quantidade total de energia, em todos os processos físicos, sempre se mantém
constante, mesmo que ela tenha se transformado completamente. 
O que ocorre com as energias cinética e potencial de um objeto abandonado de uma janela de
um prédio sobre uma marquise? 
À medida que o corpo cai, a sua velocidade vai aumentando e ele vai ganhando energia cinética e
perdendo altura, em relação ao solo e, com isso, perdendo energia potencial gravitacional, já que
essa energia depende do nível de referência. Como a única força que atua no objeto é o seu
peso P, vamos aplicar a relação trabalho e energia cinética WR  ΔEC entre os pontos (A e (B.
Só podemos associar uma energia potencial a forças conservativas como o peso e a
força elástica.
Como o trabalho do peso entre (A e (B corresponde à diferença de energia potencial
gravitacional entre esses pontos, podemos escrever: 
A soma das energias cinética e potencial de um corpo constitui sua energia mecânica. Logo,
podemos concluir da equação acima que a energia mecânica do objeto no ponto B é igual à sua
energia mecânica no ponto A
Como os pontos B e A são respectivamente as posições final e inicial do objeto, teremos:
Este é o princípio da conservação da energia mecânica, que diz: 
“Se apenas forças conservativas atuam sobre um corpo em movimento, sua energia mecânica
total permanece constante em todos os pontos da trajetória.”
Potência de uma força
Para medirmos a potência, por exemplo, quando empurramos um carrinho de supermercado,
basta dividirmos o trabalho da força que aplicamos no carrinho (energia transferida para ele) pelo
intervalo de tempo (Δt) gasto na realização desse trabalho. 
Esta expressão indica que a potência será tanto maior:
quanto maior for a energia transferida (ou trabalho realizado) num determinado
intervalo de tempo;
quanto menor for o intervalo de tempo gasto na realização de um trabalho. 
Esta expressão indica que a potência será tanto maior:
quanto maior for a energia transferida (ou trabalho realizado) num determinado
intervalo de tempo;
quanto menor for o intervalo de tempo gasto na realização de um trabalho.