Energia Cinética

Definição de Energia Cinética

Na física, a energia cinética é a energia da massa associada ao movimento. Se um objeto está se movendo, diz-se que tem energia cinética.

A energia cinética de um objeto é a energia que ele possui devido ao seu movimento.

Pode ser o movimento de objetos grandes (energia cinética macroscópica) ou o movimento de pequenos átomos e moléculas (energia cinética microscópica).

A energia cinética macroscópica é uma energia de “alta qualidade”, enquanto a energia cinética microscópica é mais desordenada e de “baixa qualidade”.

Um objeto que tem movimento – seja movimento vertical ou horizontal – tem energia cinética.

Existem muitas formas de energia cinética – vibracional (a energia devido ao movimento vibracional), rotacional (a energia devido ao movimento rotacional) e translacional (a energia devido ao movimento de um local para outro)

A energia cinética é a energia gerada porque algo está se movendo – quanto mais rápido está indo, mais energia cinética tem.

O que é cinética?

A cinética é um ramo da mecânica clássica que se concentra nos movimentos de vários corpos e nas forças que podem atuar tanto nos corpos em movimento quanto nos corpos em repouso.

Algumas pessoas confundem o termo com “cinemática”, porque as duas palavras soam semelhantes e ambas têm a ver com a ciência do movimento.

A cinemática, no entanto, é exclusivamente focada no movimento de vários corpos, sem abordar as forças que podem influenciar o movimento.

Na verdade, a própria “cinética” é um termo desatualizado. Os cientistas preferem dizer “dinâmica analítica” ou simplesmente “dinâmica”. Seja lá como você o chame, é a pedra angular da mecânica clássica, explicando como e por que as coisas se movem dessa maneira.

A física newtoniana é uma parte importante do estudo da cinética, e vários outros ramos da física e da mecânica foram utilizados nesse campo.

A ciência do movimento na forma de cinemática se apóia em algumas leis bem definidas, como o conceito de que um objeto em movimento tende a permanecer em movimento. A cinética expande essas leis, acrescentando alguns princípios adicionais que ajudam a explicar o que acontece quando forças externas atuam sobre um objeto.

Este ramo da mecânica clássica reconhece o fato de que muitas coisas podem influenciar o resultado de uma série de eventos, desde o fato de um objeto ser largado ou arremessado, até os obstáculos que o objeto encontra em seu caminho para um destino.

Existem inúmeras aplicações práticas para a cinética. As montadoras, por exemplo, usam-no para prever o resultado de colisões e para projetar carros que protegerão seus ocupantes tanto quanto possível.

Eles também testam suas teorias em instalações de teste de colisão controladas para ver se sua ciência estava correta.

Os físicos usam seu conhecimento desse campo para seguir os padrões dos corpos celestes e fazer previsões sobre seus movimentos futuros. Muitas pessoas estão inconscientemente cientes das leis da cinética, porque as usam diariamente, seja jogando um garfo sujo na pia do outro lado da cozinha ou projetando pontes.

Os químicos também usam o termo de uma forma ligeiramente diferente da dos físicos e engenheiros.

Em química, este termo se refere à taxa e ao progresso das reações químicas. Para reduzir a confusão, em química é frequentemente referido como química ou cinética de reação, para deixar claro que a química está em discussão. Como a dinâmica, a cinética química tem uma série de implicações para a vida diária, além de estar envolvida em conceitos teóricos abstratos.

O que é energia cinética?

Os passageiros da montanha russa experimentam energia cinética enquanto descem

A energia extra que um objeto possui quando está em movimento é conhecida como energia cinética.

Esse movimento pode ser em qualquer direção possível e existem vários tipos diferentes de movimento pelos quais um objeto pode se mover.

A energia cinética também pode ser descrita como a quantidade de trabalho necessária para que o objeto acelere de um estado de repouso até sua velocidade atual.

A quantidade dessa energia que um objeto pode ter é descrita simplesmente como uma magnitude e não representa sua direção de viagem.

A equação matemática usada para descrever a energia cinética de um objeto não giratório é a seguinte: KE = 1/2 * m * v&sup2

Na equação acima, KE é a energia cinética do objeto, enquanto m representa sua massa ev sua velocidade, ou velocidade. O resultado ao qual um número pode chegar é descrito em joules, que são a unidade de trabalho. O que a equação diz é que a energia cinética de um objeto é diretamente proporcional ao valor de sua velocidade ao quadrado. Por exemplo, se a velocidade de um objeto dobra, isso significa que sua energia cinética aumentará quatro vezes mais; se a velocidade triplicar, aumentará nove vezes e assim por diante.

A equação anterior descreveu a energia cinética em termos da mecânica clássica, o que significa que o objeto é rígido e seu movimento é simplificado. Esse tipo é conhecido como movimento translacional, em que um objeto simplesmente se move de um ponto a outro. Existem outras maneiras pelas quais um objeto pode se mover, em que o cálculo de sua energia cinética pode ser mais complexo, incluindo movimento vibracional e movimento rotacional. Também há casos em que os objetos interagem e podem transferir essa energia entre si.

Muitos objetos em movimento simultâneo têm o que se chama de energia cinética de um sistema, em que a quantidade total de energia é igual à soma de cada um dos objetos individuais.

As equações para cálculo desta energia tornam-se mais complexas com a energia rotacional e vibracional, e quando existe um sistema de objetos com vários tipos de movimento ou objetos não rígidos.

Da mesma forma, seu cálculo também se torna muito mais complicado quando aplicado à mecânica quântica e outros tipos de física moderna.

O que é teoria cinética?

A teoria cinética é uma teoria científica sobre a natureza dos gases. A teoria tem muitos nomes, incluindo teoria cinética dos gases, teoria cinético-molecular, teoria da colisão e teoria cinético-molecular dos gases.

Ele explica as propriedades observáveis e mensuráveis, também chamadas macroscópicas, dos gases em termos de sua composição e atividade molecular.

Enquanto Isaac Newton teorizou que a pressão de um gás é devido à repulsão estática entre as moléculas, a teoria cinética afirma que a pressão é o resultado de colisões entre as moléculas.

A teoria cinética faz várias suposições sobre os gases. Primeiro, um gás é feito de partículas muito pequenas, cada uma com massa diferente de zero, movendo-se constantemente de maneira aleatória.

O número de moléculas em uma amostra de gás deve ser grande o suficiente para comparação estatística.

A teoria cinética assume que as moléculas de gás são perfeitamente esféricas e elásticas, e que suas colisões com as paredes de seu recipiente também são elásticas, o que significa que elas não resultam em nenhuma mudança na velocidade. O volume total das moléculas de gás é insignificante em comparação com o volume total de seu recipiente, o que significa que há um amplo espaço entre as moléculas.

Além disso, o tempo durante a colisão de uma molécula de gás com a parede do recipiente é insignificante em relação ao tempo entre as colisões com outras moléculas. A teoria ainda se baseia na suposição de que quaisquer efeitos relativísticos ou da mecânica quântica são desprezíveis e que quaisquer efeitos das partículas de gás entre si são desprezíveis, com exceção da força exercida pelas colisões. A temperatura é o único fator que afeta a energia cinética média, ou energia devido ao movimento, das partículas de gás.

Essas suposições devem ser mantidas para que as equações da teoria cinética funcionem. Um gás que atende a todas essas premissas é uma entidade teórica simplificada conhecida como gás ideal.

Gases reais geralmente se comportam de forma semelhante aos gases ideais para que as equações cinéticas sejam úteis, mas o modelo não é perfeitamente preciso.

A teoria cinética define pressão como a força exercida pelas moléculas de gás quando elas colidem com a parede do recipiente.

A pressão é calculada como a força por área ou P = F/A. Força é o produto do número de moléculas de gás, N, a massa de cada molécula, m, e o quadrado de sua velocidade média, v²_rms, todos divididos por três vezes o comprimento do recipiente, 3l.

Portanto, temos a seguinte equação para força: F = Nmv²_rms/3l.

A abreviatura, rms, significa raiz quadrada média, uma média da velocidade de todas as partículas.

A equação para pressão é: P = Nmv²_rms/3Al.

Como a área multiplicada pelo comprimento é igual ao volume, V, essa equação pode ser simplificada como P = Nmv²_rms/3V.

O produto de pressão e volume, PV, é igual a dois terços da energia cinética total, ou K, permitindo a derivação de propriedades macroscópicas a partir de microscópicas.

Uma parte importante da teoria cinética é que a energia cinética varia em proporção direta à temperatura absoluta de um gás.

A energia cinética é igual ao produto da temperatura absoluta, T, e a constante de Boltzman, k_B, multiplicado por 3/2; K = 3Tk_B/2.

Portanto, sempre que a temperatura é aumentada, a energia cinética é aumentada e nenhum outro fator tem efeito sobre a energia cinética.

Energia Cinética – Tipo

Energia Cinética é o tipo de energia que está associada ao movimento de um corpo.

Quanto mais rápido esse corpo se movimenta, maior é a sua energia cinética.

De origem grega, a palavra cinética = kinetikós tem o significado de “produz movimento”.

Quando falamos em energ. cinética logo devemos lembrar do parque de diversões que oferece vários brinquedos relacionados a muita energia cinética, e o mais clássico deles é a montanha-russa. Nesse caso, a montanha-russa primeiro adquire energia potencial para depois transformá-la em energia cinética.

A energia cinética presente em um corpo é o resultado de uma transferência de energia do sistema em que ele está inserido. É uma grandeza relativa, pois depende de um referencial.

A fórmula utilizada para calcular é:

Onde:

K = valor da energia cinética (J);
m = massa do corpo (kg);
v = velocidade do corpo (m/s);

No SI, a unidade de K é o Joule.

1 joule = 1 J = 1 kg . m²/s²

Exemplo: Em um determinado instante de tempo o velocímetro de uma motocicleta de alta cilindrada marca a velocidade de 90 km/h. A massa dessa motocicleta é de 1000 kg. Calcule a energia dessa motocicleta nesse instante de tempo.

Então, primeiro transformamos a velocidade que está em km/h para m/s, conforme a unidade do SI:

Agora calculamos o valor de K:

Ou seja, o valor da energia cinética da motocicleta para 90 km/h é de 3,125 . 10⁵ J.

A energia cinética também podem ser transferida de um corpo para outro em caso de colisão, o qual pode ser elástica ou inelástica.

Um exemplo de colisão elástica é uma bola de bilhar. E um exemplo de colisão inelástica é um vagão de trem em movimento se acoplar em outro vagão em repouso.

Energia cinética – Física

Energia cinética, forma de energia que um objeto ou partícula possui em razão de seu movimento. Se o trabalho, que transfere energia, é feito em um objeto pela aplicação de uma força resultante, o objeto acelera e assim ganha energia cinética. A energia cinética é uma propriedade de um objeto ou partícula em movimento e depende não apenas de seu movimento, mas também de sua massa.

O tipo de movimento pode ser translação (ou movimento ao longo de um caminho de um lugar para outro), rotação em torno de um eixo, vibração ou qualquer combinação de movimentos.

A energia cinética translacional de um corpo é igual à metade do produto de sua massa, m, e ao quadrado de sua velocidade, v, ou ¹/₂mv^2.

Esta fórmula é válida apenas para velocidades baixas a relativamente altas; para partículas de velocidade extremamente alta, ele produz valores que são muito pequenos.

Quando a velocidade de um objeto se aproxima da velocidade da luz (3 × 10⁸ metros por segundo), sua massa aumenta e as leis da relatividade devem ser usadas.

A energia cinética relativística é igual ao aumento da massa de uma partícula sobre aquela que ela possui em repouso multiplicado pelo quadrado da velocidade da luz.

A unidade de energia no sistema metro-quilograma-segundo é o joule. Uma massa de dois quilos movendo-se a uma velocidade de um metro por segundo (pouco mais de três quilômetros por hora) tem uma energia cinética de um joule. No sistema de centímetro-grama-segundo, a unidade de energia é o erg, 10^-7 joule, equivalente à energia cinética de um mosquito em vôo.

Outras unidades de energia também são usadas, em contextos específicos, como a unidade ainda menor, o volt do elétron, nas escalas atômica e subatômica.

Para um corpo em rotação, o momento de inércia, I, corresponde à massa, e a velocidade angular (ômega), ?, corresponde à velocidade linear ou translacional.

Consequentemente, a energia cinética rotacional é igual a metade do produto do momento de inércia pelo quadrado da velocidade angular, ou ¹/₂I?^2.

Fonte: Augusto Abreu/spark.iop.org/energyeducation.ca/Encyclopaedia Britannica/www.physicsclassroom.com/hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/www.wisegeek.org/www.csun.edu