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Usina Nuclear Isar, Alemanha

Piscina de combustível nuclear usado

Turbina de uma usina nuclear

Energia mecânica

Energia mecânica

Energia mecânica pode ser definida como a capacidade de produzir um trabalho mecânico que possui um corpo devido a causas de origem mecânica, como sua posição ou velocidade. Existem duas formas de energia mecânica que são energia cinética e energia potencial.

A energia mecânica de um corpo é a soma de sua energia cinética e de sua energia potencial. A energia mecânica pode ser parcialmente transformada em outros tipos de energia, como energia elétrica (em um ventilador), e pode ser obtida através da transformação de outras energias, como energia química (em uma pessoa andando).

A energia cinética de um corpo está associada a suas velocidades, lineares e angulares, e sua massa). Na verdade, energia cinética é a energia que você está usando a qualquer momento. Energia potencial, como a própria palavra indica, é a energia que você pode obter potencialmente. Por exemplo, se segurarmos uma bola com a mão, ela tem a energia potencial equivalente à energia cinética que teria se a deixássemos ir. Se soltarmos a bola e ela cair, ela começará a ganhar velocidade e, portanto, energia cinética. À medida que a energia cinética aumenta, a energia potencial diminui. Nesse caso, a energia mecânica sempre permanece constante.

Conversão de energia mecânica

Hoje, muitos dispositivos e máquinas tecnológicos convertem energia mecânica em outras formas de energia ou vice-versa. Destes dispositivos, destacamos as seguintes categorias:

  • Um motor elétrico converte energia elétrica em energia mecânica. Ao fornecer corrente elétrica ao motor, obtemos um movimento mecânico, a rotação de um eixo. Este eixo, sendo um elemento com certa massa e velocidade (velocidade angular), possui energia cinética e, portanto, energia mecânica.
  • Um gerador converte energia mecânica em energia elétrica. É o mesmo caso do motor elétrico, mas na direção oposta.
  • Conversão de energia potencial em energia cinética.  Energia mecânicaUma usina hidrelétrica converte a energia mecânica da água em uma barragem de armazenamento em energia elétrica. Antes de abrir as comportas, toda a água acumulada atrás da comporta tem energia potencial. Quando o portão é aberto, a água sai sob pressão a uma certa velocidade, tornando-se energia cinética. A água que sai interage com uma turbina que será responsável por converter a energia cinética em energia elétrica. É o que chamamos de energia hidráulica.
  • Um motor de combustão interna é um motor térmico que obtém energia mecânica a partir de energia química queimando combustível (diesel, gasolina, etc.). No caso de um carro, essa energia mecânica é usada para se movimentar. No caso de uma usina termelétrica, ela é usada.
  • Uma máquina a vapor converte energia térmica do vapor em energia mecânica. Nesse caso, você também pode analisar como o vapor é obtido. Para converter água em vapor, você precisa de energia térmica, essa energia pode ser obtida de várias maneiras, por energia solar térmica (incomum nesses casos) ou pela combustão de combustíveis fósseis, como o carvão, por exemplo.
  • Uma turbina converte a energia cinética de um fluxo de gás ou líquido em energia mecânica. Como comentamos no caso da energia hidráulica.

Distinção de outros tipos de energia com energia mecânica

A classificação da energia em diferentes tipos geralmente segue os limites dos campos de estudo nas ciências naturais.

Energia química é o tipo de energia potencial armazenada em ligações químicas e é estudada em química. Um exemplo é a pólvora. Fornecer um pouco de calor ao pó produz uma reação química exotérmica, isto é, com a liberação de energia para o exterior.

A energia nuclear é a energia armazenada nas interações entre partículas no núcleo atômico e é estudada em física nuclear.

A energia eletromagnética está na forma de cargas elétricas, campos magnéticos e fótons. É estudado em eletromagnetismo.

Várias formas de energia na mecânica quântica; por exemplo, os níveis de energia dos elétrons em um átomo.

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Última revisão: 22 de agosto de 2018