A energia mecânica é a soma da energia cinética e da energia potencial de um objeto. De acordo com o princípio da conservação de energia, a soma de ambas as formas de energia permanece constante.
A energia cinética depende da velocidade. Por outro lado, a energia potencial depende de:
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gravidade (energia potencial gravitacional)
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ou a elasticidade de um material (energia potencial elástica), por exemplo uma mola.
A unidade de energia mecânica no sistema internacional é o joule (J)
No dia a dia, são numerosos os exemplos de energia mecânica que nos ajudam a entender melhor este conceito:
1. Jogando uma bola no ar
O lançamento de uma bola é um exemplo de como funciona o princípio de conversão de energia. Durante o lançamento distinguimos dois momentos:
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No momento em que a bola sai de nossa mão com certa velocidade, ela tem energia cinética e nenhuma energia potencial gravitacional.
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O momento em que a bola está no ponto mais alto. Neste instante, a velocidade da bola é 0, portanto, ela não possui energia cinética. Por outro lado, a bola ganhou altura, portanto possui energia potencial.
Durante o processo de ir do ponto 1 ao ponto 2, toda a energia cinética foi convertida em energia potencial. À medida que a bola cai, os dois tipos de energia serão revertidos novamente.
2. Um motor elétrico
Os motores têm a capacidade de converter um certo tipo de energia em energia mecânica. Um motor elétrico, em particular, transforma eletricidade em energia mecânica. Geralmente, a energia resultante é obtida na forma de energia cinética rotacional, ou seja, um eixo que gira a uma determinada velocidade.
Diariamente, temos muitos exemplos de motores elétricos:
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Uma máquina de lavar elétrica.
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Um minipimer.
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Uma scooter elétrica.
3. Um gerador elétrico
Um gerador elétrico é um dispositivo que funciona ao contrário de um motor elétrico. Nesse caso, a energia mecânica é transformada em energia elétrica.
Essa transformação é conseguida graças a um campo magnético nos condutores elétricos. Quando o movimento relativo ocorre entre os condutores e o campo, uma força eletromotriz (EMF) será gerada.
Este sistema é baseado na lei de Faraday.
4. Uma usina hidrelétrica
Uma usina hidrelétrica é uma forma de transformar a energia hidrelétrica em eletricidade. É um tipo de energia renovável que utiliza o princípio da conservação de energia aproveitando a energia potencial da água acumulada em um reservatório.
Esses tipos de usinas acumulam água a uma determinada altura e quando precisam gerar energia elas a descartam, convertendo essa energia em energia cinética.
Na parte inferior da planta, o fluxo de água aciona turbinas hidráulicas. A ação das turbinas serve para transferir essa energia para um gerador elétrico e produzir eletricidade.
5. Os moinhos de vento
A energia eólica é uma forma de energia capaz de converter a força do vento em energia mecânica. A energia associada ao vento é devida à soma da energia cinética de cada uma das partículas em movimento.
Quando o vento atinge as pás de um gerador eólico, a energia cinética de cada partícula é transferida para o eixo do gerador.
Esta energia mecânica pode ser usada para obter eletricidade, mas no passado era usada diretamente na agricultura ou na indústria.
6. O motor de um carro
O motor de um carro a gasolina usa a energia química da combustão do combustível para obter energia térmica. A energia obtida na forma de calor é usada para acionar um pistão e gerar um movimento linear cíclico (energia mecânica).
As manivelas se encarregam de converter este movimento cíclico em movimento circular para girar as rodas do veículo.
