Energia Cinética e Mecânica - Física

Princípio de Conservação de Energia:

• A energia é uma grandeza que pode ser convertida de uma forma para outra, mas que não pode ser criada nem destruída.

• A soma de todas as formas de energia envolvidas no processo de conversão permanece constante (En. Total = cte.)

Exemplos de conversão de energia:

• Motor de automóvel: energia química → en. térmica/en. mecânica

• Forno de microondas: en. Eletromag. → en.térmica

 Energia Cinética:

Qualquer corpo que possuir velocidade terá energia cinética. A equação matemática que a expressa é:

•Energia Cinética de um corpo:

K = 1/2 M.V²

• Partícula de massa m movendo-se ao longo do eixo Ox, sob a ação de uma força resultante cte. (FR) orientada no sentido positivo de Ox.

Energia Mecânica:

Chamamos de Energia Mecânica a todas as formas de energia relacionadas com o movimento de corpos ou com a capacidade de colocá-los em movimento ou deformá-los.

O sinal negativo na definição da função energia potencial (D U= U2-U1= -W= -ò s1 s2 F.ds), é introduzido de modo que o trabalho efetuado por uma força conservativa sobre uma partícula, seja igual a diminuição de energia potencial do sistema. Consideremos um sistema no qual o trabalho seja efetuado apenas sobre uma das partículas, como o caso esquiador-terra. Se a única força que efetuar o trabalho sobre a partícula for uma força conservativa, o trabalho feito pela força é igual a diminuição da energia potencial do sistema, e também igual ao aumento da energia cinética da partícula (que no caso, é o aumento de energia cinética do sistema):

Wtotal= ò F.ds= -D U= +D K

Portanto,

D K+D U= D (K+U)=0

A soma da Energia cinética com a energia potencial do sistema é a energia mecânica total E:

E= K+U

Se apenas forças conservativas efetuam trabalho, a equação D K+D U= D (K+U)=0, afirma que a variação da energia mecânica total é nula. Então a energia mecânica total permanece constante durante o movimento da partícula.

E= K+U= constante

Esta é a lei da conservação da energia mecânica e é a origem da denominação "força conservativa" .

Símbolos:

W: Trabalho;

K: Energia cinética;

U: Energia Potencial ;

E: Energia Mecânica;

ò : Integral.

D : variação (D K: variação de energia cinética, D U: variação de energia potencial, ...)