Energia em Física

O que é energia?

Em física, nos referimos à energia como a capacidade de um sistema ou fenômeno de realizar uma determinada tarefa . A palavra energia vem do grego  energético, que significa “força de ação” ou “força de trabalho”. É um conceito amplamente utilizado nesta ciência e em outras em geral, com diferentes significados e significados.

Essa capacidade de realizar trabalhos é fundamental para o interesse da física em energia, uma vez que esta disciplina estuda os sistemas da natureza como ações e reações nas quais a matéria se inter-relaciona e a energia é transferida de um sistema para outro, de uma forma para outra.

Na verdade, a energia  é regida de acordo com a Segunda Lei da Termodinâmica  (na Mecânica clássica, ou seja, Newtoniana), que estabelece que a quantidade de energia no  universo é sempre estável, permanente e não pode ser criada nem destruída, apenas ser transformado.

Por outro lado, na mecânica relativística, regida pela  Teoria da Relatividade de  Albert Einstein, energia e massa têm uma relação mais próxima que define a famosa equação E = mc ² , ou seja, energia é igual a massa vezes  velocidade da luz  ao quadrado. Assim, todos os corpos, simplesmente por serem compostos de matéria, possuem uma quantidade de energia dada pela equação de Einstein.

Por outro lado,  energia (E) e trabalho (W) são equivalentes , portanto são medidos no mesmo tipo de unidades: Joules ou Joules (J), ou seja, Newtons por metro (N / m).

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Energia potencial

A energia potencial está associada a um corpo ou sistema físico determinado em virtude de sua posição ou altura, ou seja, com base em um campo de forças no qual está imerso. Este tipo de energia pode ser classificado em:

• Energia potencial gravitacional . É a energia que um corpo massivo possui quando imerso em um campo gravitacional. Os campos gravitacionais são criados em torno de objetos com massas muito grandes (como as massas dos planetas e do sol ). Por exemplo, um carro de montanha-russa tem uma energia potencial máxima em sua posição mais alta porque está imerso no campo gravitacional da Terra. Assim que o carro cai, ele perde altura e a energia potencial é transformada em energia cinética.
• Energia potencial eletrostática . Em termos de eletricidade,  também se aplica o conceito de energia potencial, que pode ser convertida em outras formas de energia, como cinética , térmica ou luminosa , dada a enorme versatilidade do eletromagnetismo . Neste caso, a energia resulta do campo de forças elétricas produzidas pelas partículas carregadas.
• Energia potencial elástica . A energia potencial elástica tem a ver com a propriedade da elasticidade da matéria, que é a tendência de recuperar sua forma original após ser submetida a forças de deformação maiores do que sua resistência. Um exemplo claro de energia elástica é o de uma mola que se estica ou se contrai como resultado de uma força externa e retorna à sua posição original quando essa força não é mais aplicada. Outro exemplo é o sistema de arco e flecha. Neste último, a energia potencial elástica atinge seu valor máximo à medida que o arco é desenhado puxando a fibra elástica, dobrando levemente a madeira, mas ainda com velocidade zero. No instante seguinte, a energia potencial torna-se cinética e a flecha é lançada em velocidade total para a frente.

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Energia cinética

A energia cinética é a energia do movimento e geralmente é designada pelos signos  K ,  T  ou  Ec , pois é extremamente importante para os vários campos da física. Um corpo que se move a uma determinada velocidade terá energia cinética associada .

A energia cinética é a chave no conceito de temperatura , de fato, temperatura é a energia cinética das partículas que compõem uma substância ou objeto.

A fórmula tradicional para calcular a energia cinética de um corpo que se move a uma velocidade (v) é a seguinte:  Ec = ½.mv ²

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Força

Na física, a força é uma magnitude vetorial (dotada de direção e sentido) e é capaz de modificar a quantidade de movimento ou a forma de um determinado corpo ou material . Não é equivalente a esforço ou energia.

A força é medida no Sistema Internacional por Newtons (N). Um Newton é definido como a quantidade de força necessária para acelerar um objeto de 1 kg de massa em 1 m / s ² .

Trabalho

Na física newtoniana (clássica), o trabalho de uma força é definido como o produto da força e a distância através da qual essa força é aplicada.

Este trabalho será igual à quantidade de energia necessária para movê-lo rapidamente.

O trabalho é representado pelo símbolo  W (do inglês  trabalho ), é uma quantidade escalar (sem direção) e é expressa nas mesmas unidades que a energia (joules).

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