1.1. Energia cinética e energia potencial

1.1. Energia cinética e energia potencial

A energia está presente em tudo o que fazemos e utilizamos.

As manifestações de energia reduzem-se a dois tipos fundamentais: energia cinética e energia potencial.

Energia cinética

A energia cinética está associada ao movimento de um corpo.

2c

12

E mv

A energia cinética do camião é maior do que a energia cinética do automóvel.

A energia cinética do automóvel B é maior do que a energia cinética do automóvel A.

Energia potencial

A energia potencial gravítica de um corpo, próximo da superfície da Terra, está associada à interação entre o corpo e a Terra.

pE m g h

Energia potencial elétrica

A energia potencial elétrica é a energia que está associada à interação entre cargas elétricas.

Por exemplo:No caso de cargas elétricas com o mesmo sinal, como se exercem interações repulsivas entre as cargas elétricas:

• A energia potencial elétrica diminui, quando as cargas elétricas se afastam;

• A energia potencial elétrica aumenta, quando sobre as cargas elétricas atua uma força exterior para as aproximar, transferindo energia para o sistema de cargas.

Energia potencial elástica

A energia potencial elástica é a energia que está associada, por exemplo, à compressão e distensão de uma mola elástica.

Uma mola elástica comprimida ou distendida possui energia potencial elástica.

Energia mecânica

m c pE E E

Os dois tipos fundamentais de energia podem transformar-se um no outro, isto é:

• A energia cinética de um corpo pode transformar-se em energia potencial gravítica;

• A energia potencial gravítica de um corpo pode transformar-se em energia cinética.

À soma da energia cinética de um corpo com a sua energia potencial dá-se o nome de energia mecânica.

Energia interna

A energia interna de um sistema está associada às energias cinética e potencial das suas partículas.

A bola parada no solo só possui energia interna.

A bola em movimento no ar possui energia interna, energia cinética e energia potencial gravítica.

Energia interna

• Entre dois sistemas do mesmo tipo e à mesma temperatura, tem mais energia interna o sistema que tiver maior número de partículas.

• Entre dois sistemas iguais, a temperatura diferentes, tem mais energia interna o sistema que estiver a temperatura mais elevada.

Sistema termodinâmico e sistema mecânico

• Um sistema mecânico é um sistema em que as variações de energia interna não são tidas em conta.

• Um sistema termodinâmico é um sistema em que se tem em conta a sua energia interna.

Sistemas complexos como um automóvel ou outro veículo motorizado são sistemas termodinâmicos.

Centro de massa

O movimento de um sistema mecânico, que possua apenas movimento de translação, pode ser reduzido ao de uma partícula com massa igual à massa do sistema e localizada no seu centro de massa.

Quando se representa um corpo pelo seu centro de massa, não são consideradas as suas dimensões, nem a variação da energia interna das partículas que o constituem.

Síntese de conteúdos

• Um sistema físico é o corpo ou o conjunto de corpos em estudo.• As manifestações de energia reduzem-se a dois tipos fundamentais:

- energia cinética;

- energia potencial.• A energia cinética está associada ao movimento de um corpo.

• A expressão matemática que relaciona a energia cinética, Ec, de um corpo com a

sua massa e com o valor da sua velocidade é:

• A energia potencial de um corpo é a energia que está associada à interação desse

corpo com outros corpos.• A expressão matemática que permite calcular o valor da energia potencial

gravítica, Ep, é:

2c

12

E mv

pE m g h

Síntese de conteúdos

• À soma da energia cinética de um corpo com a sua energia potencial dá-se o

nome de energia mecânica, Em.

• A energia interna de um sistema está associada às energia cinética e potencial

das suas partículas.

• Um sistema mecânico é um sistema físico em que as variações de energia

interna não são tidas em conta.• Um sistema mecânico que possua apenas movimento de translação pode ser

reduzido ao de uma única partícula com massa igual à massa do sistema e

localizada no seu centro de massa.

m c pE E E

int c p(partículas do corpo) (partículas do corpo)E E E

Diagrama de conteúdos