Energia

Energia é...algo difícil de definir. Nós usamos essa palavra em variados contextos: energia elétrica que carrega nossos celulares, energia como disposição física (estou sem energia para fazer as coisas..), até mesmo para determinar o ânimo das pessoas (nossa como aquela pessoa é cheia de energia positiva!).

Para essa aula, o que nos importará é a energia no campo da física, especificamente no contexto do estudo da cinemática e da dinâmica! Logo, podemos entender a energia como uma propriedade que os corpos tem que indicam o quanto de trabalho eles podem fazer, ou o quanto de movimento eles conseguem alcançar e transferir de um corpo para o outro. A energia associada ao movimento de um corpo é conhecida como Energia Cinética, enquanto que a energia relacionada a posição de um corpo dentro de algum campo de força (como o campo gravitacional da Terra, por exemplo) é chamada de Energia Potencial.

Quando vemos um carro em movimento, dizemos que ele tem energia cinética. Uma maçã pendurada em uma árvore possui uma Energia Potencial com relação à Terra. E quando essa maçã cai, ela passa o trajeto do galho até o chão transformando a energia potencial em energia cinética! De fato, a energia é uma grandeza física que sempre se conserva! E ao contrário da quantidade de movimento, que se conserva apenas quando não há forças atuando, a energia se conserva em todos os cenários, apenas transformando-se em outro tipo de energia.

A fórmula da energia cinética Ec é dada pela seguinte fórmula:

onde $m$ é a massa do corpo e v é a velocidade dele no instante observado. De forma semelhante ao Impulso e a quantidade de movimento, podemos descobrir o trabalho exercido sobre um corpo a partir da diferença entre a energia cinética do corpo medida em momentos diferentes:

onde $Ec$ e $Ec_0$ representam a energia cinética medida em dois momentos distintos, um final e um inicial, respectivamente

A energia potencial que iremos estudar é a energia potencial gravitacional, que representa o trabalho que a força peso pode exercer sobre um corpo. O valor dessa energia pode ser dado pela seguinte fórmula:

onde P representa a força Peso que atua no corpo, e h é a altura do objeto em relação ao solo.

Quando desconsideramos a ação de forças como o atrito com o ar, dissipação de calor ou produção de som, podemos dizer que a energia de movimento um corpo é dada pela soma de sua energia cinética e sua energia potencial, e que a energia total se conserva ao longo do processo. Vamos ver um exercício que nos ajudará a esclarecer esses conceitos!