Energia mecânica se caracteriza pela capacidade de um corpo poder gerar trabalho, ou seja, se refere à energia aplicada por uma força em um deslocamento. Um exemplo claro desse processo são fatores como um jogo de sinuca, montanha-russa, carrinho descendo ladeira abaixo, etc.
Como sabemos que esse tema é um dos mais importantes no Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) e vestibulares, preparamos esse resumo prático que abordará desde a sua definição, os principais assuntos a serem estudados, além de um exemplo aplicado para que você gabarite na prova. Já preparou o material para os estudos? Então, vamos começar!
O que é energia mecânica?
Além de estar relacionada com a capacidade de gerar trabalho, a energia mecânica atua no movimento, queda e posicionamento dos corpos em um espaço e como ela influencia no nosso cotidiano.
Trabalho (𝝉) é o termo físico que se refere à transferência de energia conforme a atuação de uma força, sendo que o seu valor é definido por N.m. Contudo, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), a notação é representada por joule (J).
No fenômeno da energia mecânica, quando há ausência de atrito, acontece a conservação da energia de um corpo e para estudar bem esse detalhe, ela é separada em dois grupos: a energia potencial e cinética.
Como estudar energia mecânica para Enem e vestibulares?
Para mandar bem nesse tema, você deve não apenas conhecer as fórmulas de Física, mas saber interpretar como elas são aplicadas faz total diferença. De forma geral, o tópico que representa o trabalho da energia mecânica é dado por:
Sendo que:
F = força que atua sobre o corpo (N);
d = distância do deslocamento, normalmente apresentada em centímetro ou metro;
θ = ângulo de orientação sobre a força e o deslocamento.
Ademais, os conceitos de energia cinética e potencial têm particularidades entre si. De forma sucinta, a cinética é representada por EC e está diretamente ligada com o movimento dos corpos. Sua fórmula é:
Em que:
m = massa do corpo (kg);
V = velocidade atuante (m/s)
A energia potencial está ligada ao armazenamento de energia que um corpo tem para realizar trabalho com relação ao posicionamento do espaço e são forças conservativas. Quando se leva em consideração a gravidade, a força será o seu peso (P), a angulação do cosseno (cos θ) e o trabalho, medido em Newtons. É representada por:
Qual um exemplo prático de energia mecânica?
Agora que você viu os principais significados sobre energia mecânica para o Enem 2022, vamos praticar? Confira um exemplo agora mesmo!
Enem 2015 – Questão 64
Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredores a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. Até se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potência durante a aceleração, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de 12 m/s.
Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg, o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é mais próximo de:
a) 5,4 x 10² J.
b) 6,5 x 10³ J.
c) 8,6 x 10³ J.
d) 1,3 x 104 J.
e) 3,2 x 104 J.
Resposta correta: alternativa B. A questão é relativamente simples e para resolvê-la, basta utilizar o teorema trabalho-energia.
EC = mv²/2 – mv0²/2
EC = 90.12²/2 = 6480 J
EC = 6,5 x 10³ J
Preparado para mandar bem no Enem?
Agora, se garantir sobre energia mecânica será mais fácil com os principais tópicos abordados neste post. Lembre-se de compreender a aplicação das fórmulas e a interpretação sobre a energia cinética e potencial, fechado?
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