Energia cinética (J)
Calcula a energia cinética em joules dada a massa em kg e a velocidade em m/s pela fórmula 0.5·m·v².
—
Energia cinética: Ec = (1/2)·m·v²
A energia cinética é o que um corpo carrega só por estar em movimento: Ec = (1/2)·m·v², medida em joules, com massa em kg e velocidade em m/s. Repare que ela é quadrática em v, então dobrar a velocidade faz a energia subir quatro vezes. Um carro de 1.500 kg a 100 km/h (27,8 m/s) carrega cerca de Ec ≈ 579 kJ; uma bala 9 mm de 8 g a 350 m/s tem 490 J. O teorema do trabalho-energia amarra tudo isso: o trabalho resultante sobre um corpo é igual à variação da energia cinética, W = ΔEc. A distância de frenagem obedece a d = v²/(2·μ·g), que também cresce com o quadrado da velocidade.
Aplicações
Ela aparece no crash test veicular (kJ a 50/60 km/h), na distância de frenagem em rodovia, na balística forense, nas montanhas-russas e na queda livre, em que a Ec aumenta enquanto a Ep diminui. As turbinas eólicas são um caso marcante: a Ec do vento segue (1/2)·ρ·A·v³, que é cúbica na velocidade do vento, então até um pequeno ganho de vento se converte num grande ganho de potência.
Perguntas frequentes
Por que dobrar a velocidade quadruplica a energia? Porque a velocidade entra ao quadrado na fórmula. Ao passar de 50 para 100 km/h, a energia de colisão sobe quatro vezes, não duas.
Energia cinética é vetor? Não. É grandeza escalar e nunca fica abaixo de zero, ao contrário do momento linear p = m·v, que é vetor.
Como Ec se relaciona com energia potencial? Sempre que o sistema é conservativo e sem atrito, a energia mecânica total se mantém constante: Ec + Ep = constante. Veja uma bola caindo e você acompanha a Ep virando Ec.
Ferramentas Relacionadas
Calculadora de Energia Cinética
Calcula a energia cinética (Ec = ½ m v²) a partir da massa em kg e velocidade em m/s. Resultado em joules.
Calculadora de Energia Potencial
Calcula a energia potencial gravitacional (Ep = m g h) com m em kg, g (padrão 9,80665) e altura h em metros.
Energia de Frenagem
Calcula a energia dissipada em uma frenagem, E = ½·m·(v₁² − v₂²), a partir da massa m (kg), da velocidade inicial v₁ e da velocidade final v₂ (m/s). Quando um veículo ou máquina freia, sua energia CINÉTICA é convertida — pelo atrito do freio — em CALOR. A energia dissipada é a variação da energia cinética: se freia até parar (v₂ = 0), é toda a energia cinética inicial; se freia parcialmente, é a diferença. Esse calor precisa ser ABSORVIDO e DISSIPADO pelo freio sem que ele superaqueça além do limite (acima do qual o material de atrito perde eficiência — o fading — e pode até pegar fogo ou vitrificar). É por isso que freios de veículos pesados, de descidas longas (caminhões em serra) e de aplicações severas precisam de grande capacidade térmica (discos grandes, ventilados, ou freios auxiliares como o motor-freio e o retarder, que dissipam a energia por outros meios sem sobrecarregar os freios de serviço). A energia de frenagem cresce com o QUADRADO da velocidade: frear de 100 km/h dissipa QUATRO vezes mais energia que de 50 km/h — por isso frenagens em alta velocidade são tão mais exigentes. Este cálculo é a base do dimensionamento térmico de freios e da verificação de superaquecimento em frenagens repetidas ou prolongadas. Informe a massa e as velocidades inicial e final.
Os resultados desta ferramenta têm caráter apenas informativo e educativo e não constituem aconselhamento profissional, financeiro, médico, jurídico, tributário ou contábil. Confirme decisões importantes com um profissional qualificado e fontes oficiais.