Calculadora de energia cinética, energia potencial, trabalho e potência

Calculadora de energia cinética – resumo: Ec = m · v² / 2. Um carro de 1.000 kg a 50 km/h (13,9 m/s) tem cerca de 96 kJ, o mesmo que cair de 9,8 m. Como a velocidade está ao quadrado, dobrar a velocidade quadruplica a energia.

Exemplo: O que você quer calcular: Energia cinética (massa, velocidade) · Massa m 1.000 kg · Velocidade v 50 · Unidade: km/h → Resultado: Ec = 96.450 J (96,45 kJ). Fonte: OpenStax, OpenStax University Physics Vol. 1, 7.2 Kinetic Energy and 8.1 Potential Energy of a System. Atualizado em: .

kg
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Resultado

Resultado
Ec = 96.450 J (96,45 kJ)
Para comparar
Um corpo em queda livre de 9,835 m teria a mesma energia.
Em outras unidades
UnidadeValor
Joules96.450 J
Quilojoules96,45 kJ
Watt-hora26,79 Wh
Quilocalorias23,05 kcal
Passo a passo
  • Velocidade em m/s: 50 km/h / 3,6 = 13,89 m/s
  • Ec = m · v² / 2 = 1.000 kg · (13,89 m/s)² / 2 = 96.450 J

Como o cálculo é feito

Fórmula da energia cinética

A energia cinética de um corpo de massa m com velocidade v é

Ec = m · v² / 2  ·  isolando v: v = √(2 · Ec / m)

Unidades: massa em kg, velocidade em m/s e energia em joules (1 J = 1 kg·m²/s²). Para converter km/h em m/s, divida por 3,6.

Exemplo resolvido

  1. Carro: m = 1.000 kg, v = 50 km/h = 13,89 m/s
  2. Ec = 1.000 kg · (13,89 m/s)² / 2 = 96.451 J ≈ 96,5 kJ
  3. A 100 km/h: 385,8 kJ, quatro vezes mais – por isso a distância de frenagem cresce com o quadrado da velocidade.

As outras fórmulas básicas

GrandezaFórmulaUnidade
Energia potencial gravitacionalEp = m · g · hJ
Trabalho de uma força constanteτ = F · d · cos θJ = N·m
PotênciaP = τ / tW = J/s
Força (2ª lei de Newton)F = m · aN = kg·m/s²

g é a gravidade padrão, 9,806 65 m/s² (NIST/CODATA); em exercícios costuma-se usar 10 m/s². No trabalho só conta a componente da força na direção do deslocamento: a 60° é a metade e a 90° o trabalho é nulo.

Conservação da energia mecânica

Sem atrito, a energia potencial se transforma totalmente em cinética: m · g · h = m · v² / 2, logo v = √(2 · g · h) e a massa se cancela. Por isso a calculadora mostra a altura de queda equivalente. Conversões: 1 Wh = 3.600 J, 1 kcal = 4.184 J (NIST SP 811).

Perguntas frequentes

Como calcular a energia cinética?

Ec = m · v² / 2, com massa em kg e velocidade em m/s. Exemplo: 80 kg a 5 m/s = 80 · 25 / 2 = 1.000 J.

Como achar a velocidade pela energia cinética?

Isole v: v = √(2 · Ec / m). Com 1.000 J e 80 kg, v = √(2.000 / 80) = 5 m/s.

Qual a fórmula para calcular trabalho na física?

τ = F · d · cos θ. Empurrar uma caixa com 100 N por 10 m no sentido do movimento exige 1.000 J.

Qual a relação entre trabalho e energia cinética?

Pelo teorema da energia cinética, o trabalho total é a variação da energia cinética: τ = Ec final − Ec inicial.

Qual a diferença entre trabalho e potência?

Potência é trabalho por tempo: P = τ / t. 1.000 J em 10 s são 100 W; o mesmo trabalho em 2 s são 500 W.

Fontes e base legal

Última atualização: · Princípios editoriais

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