Energia Mecânica: um guia para iniciantes para a energia de objetos e movimento

a energia mecânica está ao nosso redor. Seja uma criança chutando uma bola de futebol ou uma enorme turbina eólica nos dando eletricidade, não há como escapar dessa força. Mas o que exatamente é energia mecânica? Neste guia, ajudaremos você a entender mais sobre a energia mecânica, como ela funciona e produz energia e por que ela é importante para você (e para todos nós).

O Que É energia mecânica e como funciona?

a energia mecânica é uma questão de ciência física. É a energia do movimento, ou a energia de um objeto que se move. Todas as formas de vida e muitos sistemas usam energia mecânica para funcionar, e a energia do movimento pode ser vista na vida cotidiana. Alguns exemplos são:

• uma criança segura uma bola no ar enquanto escaneia o campo para jogá-la. Eles estão aplicando força (segurando a bola), mas ainda não exercitaram nenhuma quantidade de trabalho (a força causa o deslocamento de um objeto). Uma criança chuta uma bola — força externa) – a força age sobre ela, impulsionando-a para a frente.
• uma bola voa pelo ar (energia de movimento), desce (força gravitacional), salta do chão para subir novamente a um ponto (energia potencial gravitacional), depois volta para baixo e rola até parar.
• um avião acelerando pela pista representa a energia do movimento.
• um avião em alta velocidade batendo em um helicóptero transfere energia cinética para a outra aeronave.
• um jato particular diminui a velocidade para parar quando o piloto aplica Freios (força de atrito).

energia mecânica (energia cinética ou energia potencial) é a energia de um objeto em movimento ou da energia que é armazenada nos objetos por sua posição.

a energia mecânica também é um motor de energia renovável. Muitas formas de energia renovável dependem de energia mecânica para produzir energia adequadamente ou converter energia.

dois exemplos de energia renovável que dependem da energia mecânica são a energia hidrelétrica e eólica.

energia Mecânica é apenas uma das várias formas de energia, que incluem também a:

• Luz
• Calor
• energia do Som
• energia Química
• energia Elétrica
• energia Nuclear

Curiosamente, todas essas formas de energia são intercambiáveis — transferência de um estado para outro, dependendo das circunstâncias. Isso porque a lei científica da conservação afirma que a energia nunca deixa de existir inteiramente; ela só pode mudar de uma forma para outra.

quais são alguns exemplos de energia mecânica? A energia mecânica pode ser produzida por seres vivos, objetos sólidos, gases, água ou ar. Existem exemplos de energia mecânica em todos os lugares. Potencial e energia cinética são apenas dois exemplos que podemos ver ou experimentar.

um exemplo de energia potencial

Imagine que você chega em casa do mercado de seu fazendeiro local e entre sua cesta de guloseimas orgânicas está uma melancia gorda, suculenta e redonda.

você coloca a melancia no balcão da cozinha. Agora tem energia potencial por causa de sua Altura acima do chão da cozinha e por causa de seu peso.

então, você acidentalmente bate com o cotovelo enquanto puxa uma jarra para armazenar seus grãos de café orgânicos frescos. Você se esforça para pegá-lo quando o melão começa a rolar em direção à borda do balcão. Esta é a energia do movimento.

porque você tem as mãos cheias com uma jarra e um saco de Café, seu melão cai no chão (força gravitacional – um exemplo de força não conservadora), esmagando a telha cerâmica e explodindo em um gazilhão de pedaços. Agora, o” trabalho ” foi feito porque o impacto quebrou o melão em pedaços de mush suculento. A melancia tracejada também cria energia sonora, uma das formas de energia discutidas anteriormente.

um exemplo de energia cinética

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muitos de nós estão entusiasmados com a energia limpa devido ao seu impacto benéfico nas mudanças climáticas. Podemos escolher um plano de energia verde quando selecionamos um provedor de eletricidade ou podemos instalar painéis solares em nossa casa. Quando escolhemos um plano de energia verde, essa energia é frequentemente produzida por turbinas. Existem diferentes tipos de energia cinética que fazem as turbinas trabalharem para produzir eletricidade.

• vento: A turbina eólica, por exemplo, é um tipo de tecnologia de energia renovável que gera energia a partir do movimento do ar. Quando o vento sopra, ele gira as pás da turbina em um movimento circular, que gira um eixo de acionamento gerador de eletricidade à medida que gira.
• vapor: da mesma forma, as turbinas a vapor utilizam pressão para mover os braços de uma turbina. As lâminas giram em um movimento circular à medida que o vapor sopra, usando energia mecânica para girar um eixo rotador. O eixo do rotador é conectado a um gerador que pega a energia cinética e a converte em energia elétrica. Este mesmo processo é usado para operar motores a vapor.

• água: a energia hidrelétrica adquire a energia mecânica da água em movimento através de turbinas hidrelétricas ou sistemas de armazenamento bombeado. Assim como as turbinas eólicas ou a vapor, As turbinas hidrelétricas usam a energia cinética da água corrente para girar as pás. Por outro lado, os sistemas de armazenamento bombeado usam reservatórios de água em diferentes elevações para mover a água para frente e para trás e criar energia hidrelétrica. Ambos os métodos refletem as forças de energia mecânica que ocorrem naturalmente de rios, riachos, cachoeiras, oceanos e até chuva.

é Potencial de energia mecânica ou cinética?

existem dois tipos de energia mecânica-movimento (energia cinética) e armazenado (energia potencial). Você pode aprender mais em nosso guia que explica o potencial e a energia cinética. A conversão mecânica depende da quantidade de energia potencial que um objeto possui e da quantidade de energia cinética que ele pode produzir.

independentemente do potencial, no entanto, a energia do movimento é parte integrante da produção de energia, e muitas fontes geradoras de energia não poderiam funcionar sem ela.

a energia mecânica depende da posição e do movimento de um objeto, e sua potência vem da soma da energia em movimento (energia cinética) e armazenada (potencial). Em outras palavras, quando a energia potencial de um objeto é combinada com sua energia cinética, ela cria energia mecânica.

por exemplo, uma montanha — russa ganha a maior energia potencial gravitacional quando atinge o primeiro pico perto do início do passeio-é isso que estabelece a quantidade total de energia disponível para impulsionar os carros para a frente durante o passeio.

ao subir ao topo de uma de suas colinas ou loops, ele ganha energia potencial — quanto mais alto ele vai, mais energia potencial ele recebe. Quando ele prossegue em um movimento descendente, ele começa a converter sua energia potencial em energia cinética. À medida que a carroça desce a colina, sua energia cinética aumenta; simultaneamente, sua energia potencial diminui.

alguns exemplos de objetos com energia potencial são uma pedra na beira de um penhasco, água em uma banheira conectada ou uma bola de demolição esperando para demolir. Tudo isso está na energia da posição antes de rolar, fluir ou balançar.

fontes de energia cinética vêm de movimento ou forças gravitacionais como ondas oceânicas, vapor, água corrente ou vento. Também pode ser a energia exercida quando uma pessoa corre, pula, dança, dirige um carro, ou joga um dardo, ou arremessa uma bola de boliche por uma pista.

quando o pedregulho sai de um penhasco ou o bujão da banheira é removido e a água começa a escorrer pelo ralo, esses objetos ou fontes ganham energia cinética. Conforme eles coletam energia cinética, eles perdem energia potencial e, juntos, os dois criam o nível de força, velocidade ou potência de um objeto. Todos os outros tipos de energia só podem ser energia cinética ou energia potencial — uma de cada vez, mas nunca simultaneamente. Portanto, a energia mecânica é a única forma de energia que pode aproveitar o potencial e a energia cinética e mudar para frente e para trás entre ambos.

Como A Energia Mecânica Produz Energia?

a energia mecânica é produzida pela obtenção de potencial e energia cinética e transformando-a em energia. Exemplos disso seriam vapor, água, vento, gás ou combustíveis líquidos que alimentam turbinas.

as máquinas são frequentemente usadas para gerar outras formas de energia por meio de conversão antes de serem usadas como energia. Uma vez que a energia mecânica é alterada de uma certa maneira, podemos usá-la da maneira que queremos ou precisamos para funcionar.

Você Pode Conservar Energia Mecânica?

você pode conservar energia mecânica, O que é crucial porque a energia pode escapar quando usada, e a energia pode ser desperdiçada durante o processo de conversão. Alguma perda de energia é inevitável quando ocorrem forças ou situações não conservadoras ou de parada, mas desviar ou conservar energia pode ajudar a atingir a máxima eficiência.

Sistemas de conversão de energia ineficientes custam mais para funcionar e podem afetar a eficiência dos sistemas de energia. Por exemplo, se a energia eólica é convertida em energia mecânica para transformar uma turbina eólica, mas o processo de conversão perde mais da metade da energia conduzida, o sistema é lento, mais demorado e desperdício de energia.

O Que É Conversão De Energia?

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conversão de Energia ocorre em muitas maneiras diferentes. O Departamento de Energia DOS EUA dá a operação de um carro, por exemplo.

gasolina sentado em um tanque de carro antes de o carro é ligado detém energia potencial química. Quando o gás é queimado depois que o veículo é iniciado, ele é alterado de energia química para energia térmica, uma forma de energia térmica.

a energia térmica é então convertida em energia mecânica, usando força e movimento (energia cinética) para mover o veículo.

uma vez que um carro não precisa mais se mover ou parar momentaneamente, são aplicados freios que criam atrito, uma força não conservadora.

a energia cinética mecânica é transformada novamente em um estado térmico e é mais uma vez energia térmica.

de acordo com a lei de conservação de energia mecânica, quando um sistema é isolado ou interage apenas com forças conservadoras, a energia mecânica é constante.

em outras palavras, o carro reterá sua energia mecânica constantemente até que a gasolina acabe e a energia mecânica não seja mais produzida, ou ele interage com uma força não conservadora, como atrito de frenagem ou um poste, outro veículo ou edifício.

além disso, se a velocidade de um objeto em movimento ou material mudar, a energia cinética muda junto com ele.

No caso do carro, se ele fosse mais lento, mas continuam a unidade e, em seguida, bater em outro veículo, a apenas alguns quilômetros por hora, o impacto seria menor do que se o carro acelerou e bateu em outro veículo ao dirigir tão rápido quanto o carro pode ir. Quanto mais rápido o movimento de um carro, mais energia cinética ele está produzindo e mais poder ele exercerá sobre o impacto.

às vezes, quando objetos colidem com forças não conservadoras como o atrito, eles também podem perder energia.

a quantidade de energia perdida em uma colisão dependerá do tipo de colisão encontrada quando isso acontecer.

se a colisão ou interação for elástica, como um brinquedo escorregadio descendo uma escada, a quantidade de energia permanecerá a mesma e o poder do objeto será conservado.

se a colisão for inelástica, como a massa achatada de uma tortilha pousando em uma frigideira, a energia será transformada em energia térmica e não será conservada.

a energia mecânica está em toda parte

a energia do movimento é energia mecânica e pode ser vista em quase tudo o que fazemos e experimentamos na vida. É um jogador de beisebol balançando um taco para acertar a bola no campo. Está em um liquidificador enquanto ronca, esmagando e liquidificando nossas frutas, couve e gelo em um smoothie verde. Está nos pedais de freio de uma bicicleta, pois eles usam fricção para parar de girar as rodas. Como energia armazenada em um objeto, ele pode rapidamente passar da energia potencial para a energia cinética e, em seguida, possivelmente se transformar em um tipo diferente de energia completamente à medida que a lei da conservação entra em jogo. A energia mecânica não é tão técnica quanto parece. É uma parte da vida cotidiana.

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