Explicamos o que é energia na física, o que é potencial e energia cinética. Além disso, como a força atua e o que é trabalho.
O que é energia?
Dentro físico, nos referimos à energia como a capacidade de um sistema ou fenômeno de realizar uma determinada tarefa. A palavra energia vem do gregoenérgico que significa "força de ação" ou "força de trabalho". É um conceito amplamente utilizado nesta ciência e em outras em geral, com diferentes significados e significados.
Esta capacidade de realizar trabalhos é fundamental para o interesse da física em energia, uma vez que esta disciplina estuda os sistemas da natureza como ações e reações nas quais a matéria está inter-relacionada e a energia é transferida de um sistema para outro, de uma forma para outra.
Na verdade, a energia é regida de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica (na Mecânica clássica, ou seja, Newtoniana), que estabelece que a quantidade de energia douniverso é sempre estável, permanente e não pode ser criado nem destruído, apenas transformado.
Por outro lado, na mecânica relativística, regida pelaTeoria da relatividade Albert Einstein, energia e massa tem uma relação mais próxima que define a famosa equação E = m.c2, isto é, energia é igual a tempos de massavelocidade da luz ao quadrado. Assim, todos os corpos, simplesmente por serem compostos de matéria, possuem uma quantidade de energia dada pela equação de Einstein.
Por outro lado, energia (E) e trabalho (W) são equivalentes, portanto são medidos no mesmo tipo de unidades: Joules ou Joules (J), ou seja, Newtons por metro (N / m).
Energia potencial
A energia potencial está associada a um corpo ou sistema físico determinado em virtude de sua posição ou de sua altura, ou seja, com base em um campo de forças no qual está imerso. Este tipo de energia pode ser classificado em:
- Energia potencial gravitacional. É a energia que um corpo massivo possui quando imerso em um campo gravitacional. Os campos gravitacionais são criados em torno de objetos com missas muito grande (como as massas de planetas e ele sol) Por exemplo, um carro de montanha-russa tem uma energia potencial máxima em sua posição de altura máxima porque está imerso no campo gravitacional da Terra. Uma vez que o vagão é largado, ele perde altura e a energia potencial é transformada em energia cinética.
- Energia potencial eletrostática. Em matéria de eletricidade também aplica o conceito de energia potencial, que pode ser convertida em outras formas de energia, como cinética, térmico ou leve, dada a enorme versatilidade do eletromagnetismo. Nesse caso, a energia resulta do campo de forças elétricas produzidas pelas partículas carregadas.
- Energia potencial elástica. A energia potencial elástica tem a ver com a propriedade de elasticidade da matéria, que é a tendência de recuperar sua forma original após ser submetida a forças de deformação maiores do que sua resistência. Um exemplo claro de energia elástica é o de uma mola que se estica ou se contrai como resultado de uma força externa e retorna à sua posição original quando essa força não é mais aplicada. Outro exemplo é o sistema de arco e flecha. Neste último, a energia potencial elástica atinge seu valor máximo à medida que o arco é desenhado puxando a fibra elástica, dobrando levemente a madeira, mas ainda com velocidade zero. No próximo instante, a energia potencial torna-se cinética e a flecha é lançada em velocidade total para a frente.
Energia cinética
Um corpo que se move a uma determinada velocidade terá energia cinética associada.
A energia cinética é a energia do movimento e geralmente é designada pelos sinaisK, T ouEcpois é extremamente importante para os vários campos da física. Um corpo que se move a uma determinada velocidade terá energia cinética associada.
A energia cinética é a chave no conceito de temperatura, na verdade a temperatura é a energia cinética do partículas que constituem um de uma substância ou objeto.
A fórmula tradicional para calcular a energia cinética de um corpo que se move a uma velocidade (v) é a seguinte:Ec = ½.m.v2
Força
Na física, força É uma grandeza vetorial (dotada de direção e sentido) e é capaz de modificar a quantidade de movimento ou a forma de um determinado corpo ou material. Não é equivalente a esforço ou energia.
A força é medida no Sistema Internacional por Newtons (N). Um Newton é definido como a quantidade de força necessária para acelerar um objeto de 1 kg de massa em 1 m / s2.
Trabalho
Na física newtoniana (clássica), o trabalho de uma força é definido como o produto da força e a distância através da qual essa força é aplicada.
Este trabalho será igual à quantidade de energia necessária para movê-lo rapidamente.
O trabalho é representado pelo símboloC (de Inglêstrabalhos), é uma magnitude escalar (sem direção) e é expressa nas mesmas unidades que a energia (joules).