Bungee JumpingA energia mecânica é área da física destinada ao estudo do potencial energético de um corpo, quando este é influenciado pela força cinética ou potencial.

Ou seja, neste contexto, quando utiliza-se o termo ‘energia’ significa que ocorre a execução de um trabalho. Mas, com a palavra 'mecânica' entende-se que está relacionada a um tipo de movimento que pode ser realizado por meio da força. Assim, dentro da mecânica, estuda-se a energia cinética e as energias potenciais gravitacional e a elástica.

Esse tipo de energia está presente no cotidiano das pessoas, por exemplo, quando um copo cai no chão, ao andar de bicicleta ou quando alguém pula de bungee jumping. Para gerá-la, é necessário que exista a soma da energia cinética com a potencial. Ela permite resolver diversos problemas dentro da física e ainda contribui para descobertas importantes sobre determinado sistema, tais como altura, massa, velocidade, etc. Através de equações é possível descobrir como cada energia será executada.

Como Calcular a Energia Mecânica

As equações utilizadas para descobrir cada tipo de energia são diferentes. Elas dão origem ao cálculo da energia mecânica. Assim, considera-se a equação:

Equação Energia MecânicaEm: energia mecânica

Ec: energia cinética

Ep: energia potencial

 

Energia Cinética

Todo o corpo que se move adquire esse tipo de energia e ela está relacionada à velocidade. Para o cálculo da energia cinética, considera-se a seguinte equação:

Equação Energia CinéticaEc: energia cinética

m: massa (kg)

v: velocidade (m/s²)

 

Energia Potencial

Tipo de energia cujo objeto dependerá de sua localização para ser executado. Ela pode ser gravitacional, elástica ou elétrica.

Energia Potencial Gravitacional

Energia que será influenciada pela força gravitacional e sua ação em determinado corpo.

Equação Energia Potencial GravitacionalEpg: energia potencial gravitacional (J)

m: massa (kg)

g: aceleração da gravidade (m/s²)

h: altura (m)

Energia Potencial Elástica

É a energia que um material elástico armazena até ser liberado, podendo gerar movimento em um corpo, e voltar ao seu estado original.

Equação Energia PotencialEpe: Energia Potencial Elástica

K: constante elástica da mola

x: deformação sofrida

 

Obs.: O cálculo da energia mecânica irá variar conforme os tipos de força e intensidade.

Energia Mecânica e a Lei da Conservação da Energia

Um princípio encontrado por meio de experiências é a Lei da Conservação das Massas, estudada por Antoine Lavoisier. De acordo com o físico, nenhum sistema, quer seja físico ou químico é capaz de eliminar ou criar matéria, ou seja, nada se perde no universo, mas passa por transformação.

"Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”

Assim como a lei citada, Julius Robert Mayer apresentou um conceito importante, a Lei da Conservação de Energia, que foi aprimorada em 1843, por James Prescott Joule e, também posteriormente, por outros cientistas. Ao estudá-la, tanto a energia mecânica, quanto os outros sistemas, se beneficiam desta lei, pois há casos em que um determinado objeto poderá ter energia cinética e não potencial ou o contrário; Ou, também poderá ganhar energia potencial e perder energia cinética. Com base nisso, é importante observar que dentro da energia mecânica, existem dois tipos de sistemas: o conservativo e o dissipativo.

Em um sistema conservativo, a energia mecânica é constante e não se altera. Um exemplo prático acontece quando se aperta uma mola, ela retorna ao seu estado original após a pressão. Assim, há a conservação da energia mecânica. Já no dissipativo, a energia pode ser transformada em outra diferente da mecânica. Ou seja, em um carro que entra em atrito com um muro, sua energia pode ser transformada em som e calor.

Conversão da Energia

Os estudos sobre o tema deram ao homem, a possibilidade de criar dispositivos capazes de converter a energia mecânica em outras e vice-versa. Assim, pode-se citar o gerador de energia, a máquina a vapor, o motor elétrico, dentre outros.

Textos produzidos por Stephanie Cristhyne A. da Silva