O que é energia cinética?

A energia cinética é a energia da massa em movimento. A energia cinética de um objeto é a energia que tem por causa do seu movimento. 

Na mecânica newtoniana (clássica), que descreve objetos macroscópicos em movimento em uma pequena fração da velocidade da luz, a energia cinética ( E ) de um corpo maciço em movimento pode ser calculado como metade de sua massa ( m ) vezes o quadrado de sua velocidade ( v ):  E = ½ mv 2 . Note-se que a energia é um  escalar  quantidade, ou seja, que não dependem da direção, e é sempre positivo. Quando dobrar a massa, nós dobro da energia; no entanto, quando dobramos os aumentos de velocidade, a energia por um fator de quatro. 

Mãos à obra

Talvez a propriedade mais importante de energia cinética é a capacidade de fazer  trabalho . O trabalho é definido como força que age sobre um objeto na direção do movimento. Trabalho e  energia  são tão intimamente relacionados como ser intercambiáveis. Enquanto a energia de movimento é geralmente expressa como  E  = ½ mv 2 , trabalho ( W ) é mais frequentemente visto como a força ( F ) vezes a distância ( d ):  W  =  Fd . Se queremos mudar a energia cinética de um objeto massivo, temos de fazer um trabalho sobre ele. 

Por exemplo, a fim de levantar um objeto pesado, temos de fazer um trabalho para superar a força da gravidade e mover o objeto para cima. Se o objeto é duas vezes mais pesado, leva duas vezes mais trabalho para levantá-la a mesma distância. Ele também leva duas vezes mais trabalho para levantar o mesmo objeto duas vezes mais longe. Da mesma forma, para deslizar um objeto pesado sobre um piso, é preciso superar a força de  atrito  entre o objeto e o chão. O trabalho requerido é proporcional ao peso do objecto e a distância que é movida. (Note que se você estiver carregando um piano nas costas por um corredor, você não está realmente fazendo algum trabalho real.)

Energia potencial

A energia cinética pode ser armazenada. Por exemplo, é preciso trabalhar para levantar um peso e colocá-lo em uma prateleira ou para comprimir uma mola. O que acontece com a energia, então? Sabemos que a energia é conservada, ou seja, não pode ser criada ou destruída, ela só pode ser convertida de uma forma para outra. Nestes dois casos, a energia cinética é convertida em  potencial  de energia, porque enquanto ela não está realmente fazendo o trabalho, ele tem o potencial para fazer o trabalho. Se soltar o objeto da prateleira ou liberar a primavera, que a energia potencial é convertida em energia cinética. 

A energia cinética também pode ser transferida de um corpo para outro em uma colisão, o que pode ser  elástica  ou inelástica . Um exemplo de uma colisão elástica seria uma bola de bilhar que golpeia outra. Ignorando o atrito entre as esferas e a mesa ou qualquer rotação transmitida para a bola, de preferência, a energia cinética total dos dois esferas após a colisão é igual à energia cinética da bola antes da colisão. 

Um exemplo de uma colisão inelástica pode ser um vagão de trem em movimento colidir em um carro estacionado e acoplamento semelhante a ele. A energia total se mantém inalterada, mas a massa do novo sistema seria dobrado. O resultado seria os dois carros continuada na mesma direção, a uma velocidade mais baixa de tal modo que  mv 2 2  = ½ vm 1 2 , onde  m  é a massa de um carro,  v 1  representa a velocidade do primeiro veículo, e  v 2  é a velocidade dos carros acoplados após a colisão. Dividindo por  m  e tomando a raiz quadrada de ambos os lados obtemos  v 2  = √ 2/2 ∙ v 1 . (Note-se que  v 2  ≠ ½ v 1 .)

Além disso, a energia cinética possa ser convertida em outras formas de energia e vice-versa. Por exemplo, a energia cinética possa ser convertida em energia eléctrica através de um gerador ou em energia térmica por os freios de um carro. Por outro lado, a energia eléctrica pode ser convertida novamente em energia cinética de um motor eléctrico, a energia térmica pode ser convertida em energia cinética por uma turbina a vapor, e a energia química pode ser convertida em energia cinética de um motor de combustão interna.[LiveScience]