Físico-Química 9º ano | Energia cinética e energia potencial

Energia cinética e energia potencial

Transformações e transferências de energia

Tipos fundamentais de energia

Existem dois tipos fundamentais de energia: a energia cinética e a energia potencial.

Energia cinética

A energia cinética de um corpo é a energia associada ao movimento desse corpo.

A energia cinética depende da massa do corpo e da sua velocidade. Quanto maior a massa e quanto maior a velocidade maior o valor da energia cinética.

Para sabermos o seu valor, em joules, multiplicamos a metade da massa do corpo pelo quadrado da velocidade.

Energia cinética = (massa : 2) × (velocidade)²

Energia potencial

A energia potencial de um corpo está associada à interação desse corpo com outros corpos. É energia armazenada que pode ser transformada em energia cinética.

A energia potencial pode ser elástica (quando esticamos um elástico), elétrica (exemplo da eletricidade estática), química (exemplo a energia dos alimentos e combustíveis) e gravítica (presente em qualquer corpo a uma certa altura do solo).

Energia potencial gravítica

A energia potencial gravítica, resulta da interação entre o corpo e o planeta onde o corpo se encontra.

A energia potencial gravítica depende da massa do corpo, da aceleração gravítica e da altura do corpo em relação à superfície de referência.

Para sabermos o seu valor, em joules, multiplicamos a massa do corpo pela aceleração gravítica e pela altura.

Energia potencial elétrica = massa × aceleração gravítica × altura

Transformações de energia

Durante a queda de um corpo, a energia potencial gravítica do corpo é transformada em energia cinética, sendo que a soma dos valores das duas energias se mantém constante em todos os instantes.

Durante a subida de um corpo, a energia cinética é transformada em energia potencial gravítica, mantendo-se igualmente constante a soma das duas energias em todos os instantes.

Energia mecânica

A energia mecânica corresponde à soma das energia cinética e potencial.

Energia mecânica = energia cinética + energia potencial

a ausência de resistência do ar, a energia mecânica mantém-se constante durante a queda ou subida de um corpo.

Energia mecânica no ponto mais alto ou no solo

No movimento de um corpo na vertical, quer na sua queda, quer na sua subida, no ponto mais alto, a energia potencial gravítica é máxima e a energia cinética é nula, sendo por isso a energia mecânica igual à energia potencial gravítica.

No ponto mais alto → Energia mecânica = energia potencial gravítica

Quando o corpo atinge o solo, a energia cinética é máxima e a energia potencial gravítica é nula, sendo por isso a energia cinética mecânica igual à energia cinética.

No solo → Energia mecânica = energia cinética

Podemos também concluir que a energia potencial gravítica no ponto mais alto vai ser igual à energia cinética no solo.

Energia potencial gravítica (no ponto mais alto) = energia cinética (no solo)

Transferência de energia por ação de forças

A energia pode ser transferida entre sistemas ou para um corpo por ação das forças.

Por exemplo, quando lançamos uma bola para cima, a mão transfere energia à bola, manifestando-se essa energia como energia cinética.

Trabalho

O trabalho está associado à energia transferida entre sistemas por ação de forças. É uma medida da variação de energia do corpo.

O trabalho é uma grandeza escalar que se representa por W e mede-se em joules (J).

Uma força aplicada a um corpo só realiza trabalho se provocar movimento, ou seja, quando provoca a variação da energia cinética.

Trabalho positivo, negativo e nulo

Se a força for exercida no sentido do movimento do corpo, transfere energia para o corpo (a energia cinética aumenta) e dizemos que realizou trabalho positivo ou potente.

Se a força for exercida no sentido oposto ao do movimento do corpo, faz diminuir a energia do corpo (a energia cinética diminui) e dizemos que realizou trabalho negativo ou resistente.

Se a força não provocar movimento, não realiza trabalho (a energia cinética não varia) e dizemos que realizou trabalho nulo.

W > 0 → trabalho positivo (energia cinética aumenta)
W < 0 → trabalho negativo (energia cinética diminui)
W = 0 → trabalho nulo (energia cinética mantém-se)

EXERCÍCIOS

Ficha 1   |   Energia cinética e energia potencial
» enunciado
» resolução

Ficha 2   |   Trabalho
» enunciado
» resolução

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