Energia Mecânica

Segundo a Física, a energia está associada à capacidade de se executar trabalho. Assim, quanto mais energia um corpo tem, mais capacidade ele tem de realizar trabalho. A energia se manifesta na natureza de várias formas, que podem ser convertidas entre si. Numa usina hidrelétrica, por exemplo, a água, inicialmente em repouso (energia potencial), escoa por condutos e, ao movimentar as turbinas (energia cinética), promove a geração de energia elétrica. A energia potencial e a energia cinética compõem a chamada energia mecânica (Em=Ec+Ep). A energia, em qualquer uma de suas formas é uma grandeza física escalar, e no Sistema Internacional, sua medida é o joule (J)

Energia cinética

Todo corpo em movimento é capaz de realizar trabalho, assim, todo corpo em movimento possui energia. Essa energia, relacionada ao movimento, é denominada de energia cinética, para calculá-la usamos a fórmula:

Ec=m.v²

           2

Onde m é a massa (kg) e v sua velocidade (m/s).

Teorema da Energia Cinética

Segundo o Teorema da Energia Cinética, quando uma ou mais forças atuantes num corpo de massa m são responsáveis pela variação de velocidade deste, de um valor inicial v0 para um valor final v1, o trabalho da força é igual à variação da energia cinética do corpo. Temos que:

= Ec final- Ec inicial

Energia potencial

Energia potencial está sempre na iminência de ser transformada em outras formas de energia. Ela pode se apresentar em duas formas:

• Energia potencial gravitacional 
• Energia potencial elástica

Energia potencial gravitacional

A energia potencial gravitacional depende do peso do corpo e da posição deste em relação a um referencial adotado. De uma forma geral, pode-se dizer que todo corpo de massa m a uma altura h, num campo gravitacional de constante g está sujeito a uma força peso, que pode realizar trabalho. Assim, temos que:

Ep=m.g.h

Onde m é a massa (kg), g é a gravidade (na Terra, seu valor é 9,8m/s²) e h é sua altura (m).

Observação: A energia potencial gravitacional pode ser positiva, negativa ou nula, dependendo do seu plano de referência. Por exemplo, imagine como referencial uma mesa de sinuca: se a bola estiver em cima da mesa, sua altura terá valor positivo, já se a bola estivesse no chão, o valor adotado será negativo. 

Energia potencial elástica

É a energia que é armazenada em corpos elásticos deformados. Quando uma mola de constante elástica k (em newtons/metro) é deformado de tal maneira que o módulo de variação de seu comprimento seja x (em metros), pode-se dizer que a energia potencial elástica armazenada na mola tem módulo igual ao trabalho da força envolvida na deformação. O trabalho da força elástica pode ser determinado pela expressão:

 Ep=k.x²
        2



Conservação da energia Mecânica

A energia pode ser transformada de uma forma em outra, mas não pode ser criada, nem destruída. O aparecimento de uma certa forma de energia é sempre acompanhado do desaparecimento de outra, em quantidade igual. Por exemplo, quando um carro freia até parar, a energia que ele possuía no início da frenagem, não foi perdida, mas dissipada, principalmente em forma de calor, por causa dos atritos. A energia mecânica, nesse caso, foi transformada em energia térmica, mas a energia total permaneceu constante. Tem-se que:

E mec inicial = E mec final
ou
Eca + Epa = Ecb + Epb (energia cinética de a mais energia potencial de a é igual a energia cinética de b mais energia potencial de b)


Sistema conservativo e sistema não conservativo:

Um sistema é chamado conservativo quando a energia total é conservada, ou seja, quando ela não é dissipada em atrito. Quando o atrito não é desprezado, chamamos o sistema de não conservativo e temos que:

E mec inicial = E mec final + E dissipada 

Fonte: Adaptado de Grupo Educacional Expoente
Não se esqueça de resolver estes exercícios sobre energia cinética, Teorema da energia cinética, energia potencial gravitacional, energia potencial elástica e conservação da energia mecânica.!