Os Tipos de Energia

Atividade

Auto Instrucional de Física Experimental

 O movimento de um esportista- um ciclista em acrobacias.

Alunos: Albert Antônio Andrade de Oliveira

       Guilherme Augusto Goulart

       Kaio Petruceli Mattos

 Movimento de um ciclista

O ciclista começa seu trajeto em linha reta, adquirindo apenas energia cinética, energia esta que está relacionada com o estado de movimento de um corpo. Este tipo de energia é uma grandeza escalar que depende da massa e do módulo da velocidade do corpo em questão. Quanto maior o módulo da velocidade do corpo, maior é a energia cinética. Quando o corpo está em repouso, ou seja, o módulo da velocidade é nulo, a energia cinética é nula.

Ec = 1/2 . m . v², onde m = massa e  v = velocidade.

O ciclista não adquire energia potencial gravitacional quando está em movimento no chão, pois sua altura em relação com o chão é zero.

A partir de o momento em que o ciclista dá o seu primeiro salto para dentro da pista e ainda permanece no ar ele adquire energia potencial gravitacional, energia que tá associada ao estudo de separação entre dois ou mais corpos (no nosso caso estaria associada ao ciclista e o chão da pista) que se atraem através da força gravitacional.

Desta forma a energia potencial gravitacional de um corpo qualquer pode ser dada pela equação:

Epg (energia potencial gravitacional) = m . g . h , onde m = massa, g = aceleração da gravidade no local e h = posição relativa do corpo.

Quando o ciclista bate no chão, ocorre uma deformação da mola da bicicleta, adquirindo energia potencial elástica. Se considerarmos que uma mola apresenta comportamento ideal, ou seja, que toda energia que ela recebe para se deformar ela realmente armazena, podemos escrever que a energia potencial acumulada nessa mola vale:

Epe (energia potencial elástica) =  1/2 . k . x²

Quanto maior a deformação que se quer causar em uma mola e quanto maior a dificuldade para se deformá-la (K), maior a quantidade de energia que deve ser fornecida a ela e consequentemente maior a quantidade de energia potencial elástica que essa mola armazenará.

Após o ciclista chegar ao chão e continuar o seu movimento no chão, ele apresenta apenas energia cinética.

Quando o ciclista começa a subir na rampa ele adquire energia cinética e energia potencial, quando ele está na altura mais alta da rampa preste a descer, ele apresenta apenas energia potencial gravitacional, pois a sua velocidade é zero.

No momento em que ele começa a descer, volta a adquirir energia cinética e energia potencial, pois apresenta uma altura do chão e com velocidade.

Quando ele chega ao chão novamente, volta a apresentar apenas energia cinética.

A bicicleta e o ciclista possui sua energia cinética máxima no ponto mais baixo de sua trajetória(rampa). Isso ocorre pois a velocidade é máxima neste ponto da trajetória. Quando o ciclista começa a subir para pontos mais altos, sua velocidade diminui e sua energia cinética vai diminuindo, pois parte da energia mecânica começa a ser convertida em energia potencial gravitacional, sem contar a perda de velocidade pelo atrito entre a bicicleta e a rampa e com a resistência do ar.

Forças conservativas são aquelas que não modificam a energia mecânica do sistema. É possível estabelecer uma classificação para os diversos tipos de forças através dos efeitos provocados por cada uma sobre a energia mecânica dos corpos.

 Por exemplo, a força peso tem a propriedade de transformar a energia potencial gravitacional em energia cinética. A força de uma mola pode transformar a energia elástica em energia cinética.

Esses dois tipos de forças mencionadas acima, força gravitacional e força elástica, são exemplos de forças conservativas, pois tais forças não modificam a energia mecânica do sistema.