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Física do ensino médio
Curso: Física do ensino médio > Unidade 3
Lição 1: Introdução à energiaO que é energia?
Energia é uma propriedade quantitativa de um sistema que depende do movimento e das interações da matéria e da radiação que há nesse sistema. A existência de uma única quantidade chamada energia se deve ao fato de que a energia total de um sistema é conservada, mesmo que dentro do sistema a energia seja continuamente transferida de um objeto para outro e entre suas diversas formas possíveis.
Versão original criada por Khan Academy.
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Transcrição de vídeo
RKA12JL – Olá!
Tudo bem com você? Você vai assistir agora a mais uma
aula de Ciências da Natureza. E, nesta aula, vamos
conversar sobre a energia. Mas o que é
a energia? Energia é uma palavra que ouvimos
o tempo todo, quase todos os dias, em contextos
aparentemente diferentes. Ouvimos falar de energia
renovável nos noticiários, e, no inverno, ouvimos as pessoas
falando sobre suas contas de energia porque estão preocupadas com o quanto
vão gastar utilizando chuveiro elétrico, ou ainda, no verão,
utilizando o ar condicionado. Portanto, isso nos faz pensar
sobre o que de fato é a energia, principalmente porque falamos
sobre ela com tanta frequência e de maneiras aparentemente
tão diferentes. Na Física, nós temos uma definição
específica para o que é a energia e você verá que não é muito diferente
do que falamos no dia a dia. Na Física, a energia é definida como
a capacidade de realizar trabalho. Inclusive, não podemos falar de
energia sem falar sobre o trabalho. Então, eu acho legal
definir isso agora, porque o trabalho é outra dessas
palavras que usamos muito. Mas, mais uma vez, a Física tem
uma definição específica para isso. Na Física, o trabalho é uma
relação entre força e deslocamento, ou seja, temos um trabalho quando uma
força é aplicada por uma certa distância. Na verdade, podemos escrever
isso como uma equação W é igual a F vezes d,
em que W é o trabalho, F é a força e d é a distância
ou o deslocamento. Se você já moveu
uma caixa, uma mala ou qualquer objeto em seu quarto que está
no chão apenas para tirá-lo do caminho, a força que você aplicou
realizou trabalho. Você teve que aplicar
uma força sobre a caixa para movê-la por uma determinada distância
a fim de tirá-la de seu caminho, certo? Se a distância for curta,
você pode ver pela equação que teremos um trabalho menor do que
se você tiver que movê-la por toda a sala, passar pelo corredor e
levá-la para outra sala. Para realizar esse trabalho
de tirar a caixa do caminho, você precisa ter
energia disponível. Essa energia está permitindo que a força
que você está aplicando realize trabalho, porque, nesse processo, a energia vai ser
transferida de você para a caixa a fim de movê-la. Outra maneira de pensar
sobre trabalho e energia é que a variação na energia do sistema
(nesse caso, você e a caixa) é igual ao
trabalho realizado. Quando definimos energia dessa forma, isso
nos permite fazer muitas coisas interessantes. Por exemplo, fazendo isso, temos uma
forma de medir e calcular a energia. Sendo assim, a energia é
uma propriedade quantificável. Por exemplo, vamos voltar
aqui ao caso da caixa. Digamos que, em vez de apenas
tentar tirar uma caixa de seu caminho, você vá querer empacotar
tudo em seu quarto porque você vai se mudar para
uma casa completamente diferente. Ao fazer isso, você vai ter
dez caixas para deslocar. Nós podemos calcular a energia necessária
para mover todas essas caixas. Você deve estar pensando
uma coisa agora: “Espere um minuto. Agora,
eu estou movendo dez caixas. Isso parece ser meio cansativo.
E se eu estou ficando cansado, isso significa que eu estou
realmente perdendo energia?”. Acontece que a energia está vindo de algum
lugar; e, nesse caso, virá dos alimentos. Sendo assim, enquanto você está movendo
essas caixas, você pode ficar com fome. Então, você provavelmente
deveria pegar um lanche, algo como... eu não sei,
uma maçã, talvez. Vamos fingir que foi isso
que eu desenhei aqui, ok? Você vai comer uma maçã para obter mais
energia e mover o resto dessas dez caixas. Inclusive, você deve até
estar pensando algo agora: “Essa energia que vem da comida
parece ser um pouco diferente da energia que utilizamos
para mover a caixa”. Você deve estar com
uma dúvida como essa porque você realmente pode
ver a caixa se movendo, e isso nos leva ao
nosso próximo ponto. A energia vem em várias formas e
nem todas parecem ser a mesma coisa. Temos equações para quantificar
a energia dessas várias formas, e vamos falar sobre
isso em outro momento, mas a chave aqui é que a energia
pode ser transferida entre objetos e também pode ser convertida
entre diferentes formas, como quando você come
e obtém a energia da maçã, e aí você usa essa energia
para mover uma caixa. Enfim, resumindo, energia é
a capacidade de fazer trabalho. O trabalho é feito quando você
aplica uma força por uma distância, e podemos escrever
isso com uma equação. Inclusive, podemos calcular a energia
de um sistema usando equações, e, devido a isso, a energia é
uma propriedade quantificável. Eu espero que você tenha
compreendido tudo direitinho, e, mais uma vez, eu quero deixar
para você aqui um grande abraço e dizer que encontro você
na próxima! Então, até lá!