Pesquisa Energia Mecânica

0.0 Energia Mecânica

0.0.0 Energia Cinética

É uma energia de movimento, que possui uma velocidade determinada de acordo com seu ponto de observação.

Por exemplo, quando aplicamos certa força à um objeto inerte, pode ser observado a mudança e o início de um movimento. Isso seria a energia cinética aplicada a tal objeto e o trabalho realizado sobre ele. Ou seja, os corpos modificam sua quantidade de energia cinética de acordo com o trabalho realizado sobre ele. E um corpo que esteja inerte precisa de uma força atuando em si para obter energia cinética.

Com tais dados, podemos obter uma expressão para a energia cinética de um corpo inicialmente em repouso, calculando o trabalho realizado pela força resultante  que é constante e o deslocamento em Δs. Considerando a 2ª lei de Newton e a Equação de Torricelli, chegamos à expressão:[pic 1]

[pic 2]

0.0.0 Energia Potencial

É a denominação geral para as energias que são geradas por intermédio de uma deformação elástica ou certa altura. É considerado uma força conservativa e depende apenas da posição inicial e final do corpo estudado.

0.0.0.0 Energia Potencial Elástica

É obtida a partir da deformação ou compressão elástica. O caso mais comum é de uma mola. Você a pressiona até uma posição s, a tirando da posição inicial (onde s = 0) e consegue uma força de trabalho sobre um objeto inerte através da realização do movimento da mola. Sua equação é dada por:

[pic 3]

Assim que a força da mola atua sobre o corpo inerte e passa sua energia para ele, volta à sua posição inicial.

0.0.0.0 Energia Potencial Gravitacional

Tal energia conservativa está relacionada à altura do corpo de estudo. Quando se sabe a altura do centro de gravidade do corpo, acima ou abaixo de uma referência horizontal, podemos determinar sua energia potencial gravitacional.

[pic 4]

A energia potencial é positiva quando  é positivo, pois o peso realiza um trabalho positivo quando o corpo se move de volta para a referência. Quando G estiver abaixo da referência () a energia é negativa, pois o peso realiza um trabalho negativo quando o corpo retorna para a referência.[pic 5][pic 6]

0.0.0 Energia Mecânica

Chegando ao ponto principal de nossa pesquisa, de acordo com o projeto, a energia mecânica funciona com a transformação de energia cinética e energia potencial. Sabemos que, quando há energia cinética, a energia potencial é nula, e vice-versa. A energia mecânica é gerada da transformação de uma para a outra durante o percurso, que é o que gera o movimento do corpo.

1. Sistemas conservativos

A somatória da energia mecânica sempre será constante, o que nos leva a pensar que tal tipo de energia mecânica é um sistema conservativo. Não importa qual ponto da trajetória é estudado, o valor sempre será o mesmo, pois a energia potencial perde sua força quando há energia cinética, e vice-versa.

Como as energias perdem a força ao longo da trajetória, não é possível, por exemplo, chegar à mesma energia potencial gravitacional inicial novamente, assim como a energia cinética final não é a mesma da inicial. Isso ocorre por causa da força de atrito no corpo.