Energia Cinética

A energia cinética é uma forma de energia associada ao movimento. Definimos a energia cinética (E_c) do corpo por:     

m = massa da partícula (kg no SI)

v = velocidade (m/s no SI)

A unidade da energia cinética é igual à unidade de trabalho. Assim, no Sistema Internacional, tanto a energia cinética como o trabalho têm a mesma unidade: o joule (J).

Teorema da Energia Cinética

Consideremos um corpo em movimento, sob a ação de um número qualquer de forças. Suponhamos que um certo instante o corpo tenha energia cinética (energia cinética inicial) e algum tempo depois tenha energia cinética (energia cinética final).

É possível demonstrar que o trabalho total realizado sobre o corpo é igual à variação da energia cinética:

(III)

Essa propriedade é conhecida como Teorema da Energia Cinética e vale para qualquer tipo de trajetória. Vale também para qualquer tipo de força, isto é, tanto no caso em que as forças são constantes como no caso em que as forças são variáveis.

Convém lembrar que o trabalho total pode ser calculado de dois modos:

1°) Calculamos o trabalho de cada força e depois efetuamos a soma:

2°) Determinamos primeiramente a força resultante e depois calculamos o trabalho de :

Exemplo 1

Um corpo de massa m = 4 kg está sob a ação de quatro forças como mostra a figura, e move-se para a direita .

São dados:  .

Sabendo que o corpo passa pelo ponto X com velocidade v_i= 6m/s, calcule a velocidade do corpo ao passar pelo ponto y.

Resolução

Vamos resolver esse exercício usando o Teorema da Energia Cinética e, para isso, vamos primeiramente calcular o trabalho total realizado pelas forças que atuam sobre o corpo. Esse trabalho pode ser calculado de dois modos. Um deles consiste em calcular o trabalho de cada força e depois efetuar a soma:

Um outro modo de calcular o trabalho total consiste em, primeiramente determinar a resultante das forças e depois calcular o trabalho de :

Apliquemos agora o Teorema da Energia Cinética:

Avalie a aula