Componente curricular

1. "O atleta pode converter de forma mais eficiente a energia cinética da corrida em energia potencial da vara enquanto ela se curva". Além da energia potencial elástica da vara, em que outro tipo de energia potencial a energia cinética se transforma? Justifique.

Resposta: Uma parte da energia cinética também se transforma em energia potencial gravitacional, uma vez que o atleta sai do solo, ganhando altura.

2. Uma atleta, ao estudar as transformações de energia, chegou à conclusão de que se engordasse alguns quilogramas poderia aumentar seu desempenho, pois tanto a energia cinética quanto a energia potencial gravitacional dependem da massa. Seu técnico foi contra a proposta, uma vez que, desprezadas as ações de forças dissipativas, a massa não influenciaria no ganho de altura. Quem tem razão nesse debate? Explique.

Resposta: O técnico tem razão, pois durante a transformação de energia a massa é constante e, portanto, não apresentaria ganho algum.

3. Até o final da década de 1960 os atletas, após o salto, caíam em areia dura. O ucraniano Serguei Bubka estabeleceu o recorde mundial de salto com vara transpondo um obstáculo localizado a 6,14 m de altura, em 1994. Estime a velocidade de impacto que Bubka sofreria caso competisse nas mesmas condições que os atletas da década de 1960, desprezando os efeitos de forças dissipativas.

Resposta: Aproximadamente 11 m/s.

Fim do complemento.

4. Energia mecânica

A foto abaixo mostra uma pessoa praticando bungee jump.

LEGENDA: Pessoas praticando bungee jump em Queenstown, Nova Zelândia.

CRÉDITO: SuperStock/Keystock

Para essa situação podemos relacionar três tipos de energia:

- cinética: a pessoa se movimenta durante a queda;

- potencial gravitacional: a altura da pessoa se modifica em relação ao solo, considerado como nível de referência;

- potencial elástica: a corda elástica sofre distensão.

A soma desses três tipos de energia é denominada energia mecânica E_m.

E_m = E_C + E_P

Na fórmula acima, a parcela E_P inclui a energia potencial gravitacional e a energia potencial elástica.

5. Princípio da conservação da energia

Todo movimento ou atividade é realizado por meio da transformação de um tipo de energia em outro(s). Não há criação nem destruição de energia. Vejamos alguns exemplos.

Nas usinas hidrelétricas, a energia potencial da água transforma-se em energia cinética e movimenta turbinas acopladas a geradores elétricos. Nas usinas termelétricas, a energia necessária para aquecer a água provém de combustíveis derivados do petróleo ou do carvão. Nas usinas nucleares, utiliza-se o urânio como combustível. A finalidade dessas usinas é transformar essas energias (potencial gravitacional, potencial química ou potencial nuclear, respectivamente) em energia elétrica, que terá outras formas nas residências, nos hospitais e nas indústrias. Um liquidificador a transformará em energia cinética; uma lâmpada, em energia térmica e luminosa; um rádio, em energia sonora etc.

A principal fonte de energia que utilizamos é a energia solar. A radiação solar é responsável pela evaporação, pelos ventos, pela produção dos alimentos vegetais, do carvão, do petróleo etc.

LEGENDA: O Sol é fundamental no cultivo de flores.

CRÉDITO: Corel Stock Photo

LEGENDA: A energia dos alimentos que comemos é transformada em calor e energia química, que movimenta nossos músculos quando nadamos, por exemplo.

CRÉDITO: Photodisc/Getty Images

Assim, podemos enunciar:

A energia não se cria e não se destrói, mas apenas se transforma em outro tipo de energia, em quantidades iguais.