Tipos de energia

Os tipos de energia são os mais diversos no Universo e estão diretamente ligados à capacidade de realizar trabalho. Os principais tipos de energia incluem a energia cinética; a potencial; a mecânica; a térmica; a química; a elétrica, entre muitas outras.

As fontes de energia podem ser renováveis, como solar, eólica e hídrica, ou não renováveis, como petróleo e carvão. A energia é essencial para a vida humana, desde a energia dos alimentos até a energia elétrica, que utilizamos no dia a dia.

Leia também: Qual é o conceito de energia?

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre os tipos de energia
• 2 - Quais são os tipos de energia?
• 3 - Tipos de energia renováveis
• 4 - Fontes de energia
• 5 - Importância da energia
• 6 - Exercícios sobre tipos de energia

Energia

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Energia cinética

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Resumo sobre os tipos de energia

• A energia pode se manifestar de diversas formas, como cinética, potencial gravitacional e potencial elástica, mecânica, térmica, sonora, elétrica, eletromagnética, química, e nuclear.

• As fontes de energia são classificadas como renováveis (inesgotáveis, como solar, eólica e hídrica) ou como não renováveis (esgotáveis, como petróleo, carvão e gás natural).

• A energia pode ser convertida de uma forma para outra, como a energia química dos alimentos transformando-se em energia mecânica nos seres humanos ou a energia solar sendo convertida em elétrica por meio de placas fotovoltaicas.

• A energia é essencial para a vida humana, desde a energia que adquirimos dos alimentos, a energia elétrica, que utilizamos em equipamentos como celular e computador, até a energia para mover veículos.

Quais são os tipos de energia?

A energia manifesta-se de diferentes formas e está relacionada com a capacidade de produção de ação e movimento em um corpo, ou seja, a capacidade de realizar trabalho. Os tipos de energia mais comuns são:

• Energia cinética: é o tipo de energia que um corpo com massa m  e velocidade v  tem em razão de seu movimento. A fórmula da energia cinética é dada por:

$E_c = \frac{m \cdot v^2}{2}$

• Energia potencial: é o tipo de energia que pode ser armazenada por um corpo. Toda energia potencial pode ser transformada em outras formas de energias potenciais ou em energia cinética. As duas mais conhecidas são:
  • Energia potencial gravitacional: é a energia relacionada à altura h  de um corpo de massa m  em relação ao solo, sob a atuação da força gravitacional. Sendo g  a gravidade, a fórmula da energia potencial gravitacional é dada por:

$E_{Pg} = m \cdot g \cdot h$

• Energia potencial elástica: é a forma de energia relacionada à compressão ou elongação de um corpo que tende a voltar ao seu formato original, como molas e elásticos. Sendo k  a constante elástica e x  a deformação sofrida pela mola, a fórmula da energia potencial elástica é dada por:

$E_{Pe} = \frac{k \cdot x^2}{2}$

• Energia mecânica: é a soma da energia cinética e das energias potenciais a que um corpo está submetido, dada por:

$E_m=E_c+E_p$

Na ausência de forças dissipativas, a energia mecânica se conserva.

• Energia térmica: é a quantidade de energia contida em algum sistema exclusivamente pelo efeito de sua temperatura. Não confundir com o conceito de calor, pois o calor é definido como a energia térmica em trânsito.

• Energia interna: é a soma da energia cinética translacional, rotacional e vibracional com as diferentes formas de energia potencial (atrativas ou repulsivas) que podem existir entre as moléculas de um corpo. Sendo n  o número de mols, R  a constante universal dos gases ideais, e T  a temperatura para um gás ideal, em que apenas a energia cinética translacional é considerada, a energia interna é dada pela seguinte fórmula:

$E_c = \frac{3}{2} \cdot n \cdot R \cdot T$

• Energia sonora: é a energia do som por meio de ondas mecânicas de pressão, oriundas de colisões entre corpos ou vibrações. Quando uma onda sonora se propaga em algum meio, ela transmite energia, que se propaga em todas as direções.

• Energia elétrica: é um tipo de energia proveniente das correntes elétricas — fluxos de cargas elétricas resultantes da DDP (diferença de potencial) em um condutor, como o cobre. É fornecida por um gerador elétrico, como uma bateria.

• Energia eletromagnética: é um tipo de energia proveniente das ondas eletromagnéticas, como a luz visível, as ondas de rádio e os raios X.

• Energia química: é um tipo de energia envolvida em reações químicas. Essa energia pode ser transformada em outros tipos de energia, tais como energia elétrica, como acontece em uma bateria; e energia térmica, como as combustões para movimentar os pistões de um motor.

• Energia nuclear: é um tipo de energia oriundo das reações dos núcleos dos átomos que ocorrem nas fusões e fissões nucleares.

Leia também: As quatro forças fundamentais da natureza

Tipos de energia renováveis

Energia renovável é o tipo de energia obtida de fontes naturais que se renovam continuamente, ou seja, recursos não esgotáveis. Alguns tipos de energia renovável mais conhecidos são:

• Energia eólica: utiliza a força do vento para girar grandes hélices, transformando a energia mecânica em energia elétrica.

• Energia solar: baseia-se no efeito fotoelétrico, que, por meio de placas fotovoltaicas, transforma a energia dos fótons provenientes do Sol em energia elétrica.

• Energia hídrica: utiliza a queda d’água para girar grandes hélices, transformando a energia mecânica em energia elétrica.

• Energia de biomassa: obtida de matéria orgânica, como resíduos de vegetais e animais, transformando a energia química em energia elétrica.

• Energia oceânica: utiliza as correntes marítimas oriundas de ondas e marés, transformando a energia mecânica em energia elétrica.

Para saber mais sobre a energia renovável, clique aqui.

Fontes de energia

As fontes de energia são recursos naturais ou artificiais utilizados para produção de algum tipo de energia, como para o deslocamento de veículos, gerar calor ou produzir eletricidade para os mais diversos fins. Podem ser separadas em dois grandes grupos:

• Energias renováveis: aquelas cujos recursos são inesgotáveis.

• Energias não renováveis: aquelas cujos recursos são esgotáveis. Alguns deles, como o petróleo, estima-se que podem se esgotar em algumas poucas décadas.

Para saber mais sobre as fontes de energia, clique aqui.

Importância da energia

Todas as modalidades de energia e suas transformações são fundamentais para a existência e permanência do ser humano no planeta Terra, desde o aproveitamento da energia química das fontes de alimentos, da energia cinética para fugir dos predadores, da energia potencial gravitacional para fazer a chuva cair no solo e regar nossas plantações, até a energia elétrica para que possamos acessar a internet e pesquisar “tipos de energia” para o trabalho escolar.

O tempo todo estamos transformando modalidades de energia, voluntária ou involuntariamente. Sua relevância para a humanidade é tal que sequer conseguimos conceber a nossa própria existência sem a energia.

Exercícios sobre tipos de energia

Questão 1

(U. Uberaba-MG) Um corpo colocado a certa altura em relação ao solo possui energia potencial gravitacional. Se o soltarmos, seu próprio peso coloca-o em movimento e, à medida que o corpo vai caindo a:

A) energia cinética aumenta.

B) energia cinética diminui.

C) energia cinética permanece constante.

D) energia potencial gravitacional aumenta.

E) energia potencial gravitacional permanece constante.

Resolução:

Alternativa A

Como a energia mecânica se conserva, a energia potencial gravitacional é transformada em energia cinética. Portanto, conforme o objeto cai, sua velocidade começa a aumentar e, consequentemente, a energia cinética aumenta.

Questão 2

(Unimep-SP) Quando dizemos que um móvel com massa de 8 kg tem 900 J de energia cinética, podemos afirmar que:

A) o móvel está em repouso.

B) o móvel está com movimento retilíneo.

C) a trajetória descrita pelo móvel é uma parábola.

D) o móvel está a 11,5 m  acima do solo.

E) a velocidade do móvel vale 15 m/s .

Resolução:

Alternativa E

Usando a fórmula da energia cinética:

$E_c = \frac{m \cdot v^2}{2}$

$900 = \frac{8 \cdot v^2}{2}$

$v^2=225$

$v= 15 m/s$

Fontes

CARRON, Wilson; GUIMARÃES, Osvaldo. As faces da física (vol. único). 1. ed. Moderna, 1997.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Mecânica (vol. 1). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, ondas e termodinâmica (vol. 2). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Eletromagnetismo (vol. 3). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Mecânica (vol. 1). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, oscilações e ondas, calor (vol. 2). 4 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2013.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Eletromagnetismo (vol. 3). 2 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2014.