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Sobre a energia cinética

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Sobre a energia cinética Empty Sobre a energia cinética

Mensagem por Smasher Qui 06 Ago 2015, 00:24

Boa noite,

Ainda tenho algumas dúvida sobre a energia cinética:
A diferença de energia cinética (final e inicial) é transformada em trabalho da força resultante ou o trabalho que é transformado? Na verdade há "transformação", de fato?
Ou são nome diferentes de uma mesma energia, que é equivalente a expressões diferentes e estas iguais entre si (F.d=m(V²-Vo²)/2)?

Agradeço desde já, mas desculpem a dúvida muito conceitual
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Mensagem por Euclides Qui 06 Ago 2015, 02:17

O próprio conceito de energia tem muito de abstrato. Nós chamamos de energia a qualquer, agente, circunstância ou entidade capaz de produzir trabalho. Dizemos que:

- uma força pode produzir trabalho
- um campo armazena energia

notamos que uma caldeira tem seu conteúdo de água aquecido até a forma de vapor, que esse vapor pode ser usado para mover um motor e esse motor pode mover um navio, ou trem.

Tudo começa com um combustível. Então temos de admitir que toda a energia usada, da caldeira ao trem em movimento, estava no combustível. Se olharmos ainda mais para trás, o combustível, carvão ou petróleo, por sua vez, foi produzido através de eventos naturais hiper energéticos... "corremos atrás do rabo".

Energia é, pois, algo que pode ser convertido em trabalho e trabalho é uma noção mais prática aos nossos olhos. Energia e trabalho são dois aspectos intercambiáveis da mesma coisa. Trabalho também pode acumular energia.

Voltemos à caldeira a vapor. O combustível acumula energia química. Essa é uma energia potencial (armazenada). Pela queima essa energia produz calor (primeira transformação, com alguma perda). O vapor sob pressão faz uma força (um agente) que move um motor (energia de movimento) e esse motor move o trem (outra energia de movimento).

Damos vários nomes à energia, conforme ela se manifesta:

- potencial (armazenada)
- calor (em trânsito entre dois corpos ou meios)
- elétrica (quando movimenta cargas elétricas)
- luminosa
- química
- cinética (associada a um movimento)

A energia biológica de um braço humano pode fazer uma força que comprime uma mola. A mola comprimida é um armazenador de energia. Aí dizemos que o trabalho da força foi transformado em energia potencial elástica (ôpa! outro nome). 

Aquele que realiza um trabalho, reduz sua energia na mesma quantidade. Esse é um fato. Porém o que acontece com quem recebe um trabalho?

Mais um complicador...

As trocas de energia, de uma forma, ou de outra, se fazem através do surgimento de uma força, seja em níveis atômicos, seja num nível macroscópico. A energia gerada pela combustão se faz através de forças em nível atômico que dissociam os átomos... e bem, isso não nos incomoda do ponto de vista macroscópico.

Mas no mundo tangível percebemos muito nitidamente que as forças atuam em direções e sentidos definidos e o trabalho de uma força produzirá resultados que dependem dessas duas novas coisas, que não aparecem quando pensamos em energia.

Um corpo que foi impulsionado por uma mola começa a deslizar sobre uma superfície real. Sabemos então que uma força de atrito começa a atuar imediatamente opondo-se ao movimento. O trabalho dessa força (que chamamos dissipativa) vai reduzir a velocidade inicial do corpo até o zero. Ao parar corpo terá então perdido toda a energia recebida da mola.

Um corpo lançado para cima (na vertical) com uma velocidade inicial, terá essa velocidade reduzida até zero pela força da gravidade. Porém, quando isso ocorrer ele não terá perdido a energia inicialmente recebida. O campo gravitacional não é dissipativo, ao contrário, é conservativo. Essa energia terá sido apenas trocada por uma altura (potencial) no campo e pode ser-lhe devolvida até retornar ao ponto de origem.

Na subida, o trabalho da gravidade reduz a energia cinética do corpo (força em sentido oposto ao movimento) e na queda o trabalho da gravidade aumenta a energia cinética do corpo (força no mesmo sentido do movimento).

Alonguei-me demais e peço, de antemão, desculpas por isso, mas o assunto, afinal, não é tão simples como em geral é tratado.

____________________________________________
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Mensagem por Smasher Qui 06 Ago 2015, 07:19

Muito obrigado, Euclides! Very Happy
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