Calculadora de energia cinética

Calcule energia cinética, massa ou velocidade com a fórmula clássica da energia do movimento.

Cálculo de energia cinética
Escolha a incógnita e insira os outros dois valores em unidades SI.

Sobre a energia cinética

Energia cinética é a energia que um objeto possui por estar em movimento. Na mecânica clássica, ela é calculada por KE = metade de m vezes v ao quadrado, em que m é a massa e v é o módulo da velocidade. A unidade SI é o joule. Um joule equivale a um quilograma metro quadrado por segundo quadrado. Esta calculadora aplica a fórmula diretamente ou a reorganiza para encontrar massa ou velocidade quando a energia cinética é conhecida. O termo da velocidade ao quadrado é a característica mais importante dessa relação. Dobrar a massa dobra a energia cinética à mesma velocidade, mas dobrar a velocidade multiplica a energia por quatro. Por isso, a distância de frenagem, a energia de impacto, as cargas de usinagem e os efeitos de projéteis crescem rapidamente com a velocidade. A equação usa o módulo da velocidade, não sua direção, então uma velocidade negativa tem a mesma energia cinética que uma positiva de igual módulo. A entrada é limitada a valores não negativos para deixar essa interpretação clara. Para encontrar a massa, a equação passa a ser m = 2KE dividido por v ao quadrado. A velocidade precisa ser diferente de zero, pois a divisão por zero não é definida. Para encontrar a velocidade, a calculadora usa v = raiz quadrada de 2KE dividido por m. A raiz positiva representa o módulo da velocidade; a direção exigiria informações vetoriais separadas. Os resultados aparecem juntos para conferir a consistência das três grandezas. Use quilogramas, metros por segundo e joules sem misturar sistemas de unidades. Valores em gramas, libras, quilômetros por hora ou milhas por hora devem ser convertidos primeiro. Por exemplo, divida quilômetros por hora por 3.6 para obter metros por segundo. Como a velocidade é elevada ao quadrado, um erro na conversão dessa unidade afeta o resultado de forma especialmente intensa. A fórmula clássica é precisa quando a velocidade é muito menor que a da luz e a massa de repouso permanece constante. Em velocidades relativísticas, a energia cinética deve ser calculada pelo fator de Lorentz. Objetos em rotação também podem ter energia cinética rotacional além da translacional, enquanto sistemas deformáveis podem armazenar energia elástica, térmica ou vibracional. Para veículos comuns, esportes, máquinas, objetos em queda e física escolar, o cálculo clássico é o modelo prático adequado.

Exemplos de energia cinética

Estes cenários mostram como massa e velocidade determinam a energia do movimento.

EntradasResultado calculadoCenário
1,500 kg a 20 m/s300,000 JUm carro de passeio em movimento.
0.145 kg a 42.47 m/sCerca de 130.8 JUm arremesso rápido de beisebol.
400 J e 2 kg20 m/sEncontrar a velocidade de um objeto pela sua energia.
1,000 J a 10 m/s20 kgEncontrar a massa pela energia e pela velocidade.

Como usar a calculadora de energia cinética

  1. Escolha se deseja calcular energia cinética, massa ou velocidade.
  2. Insira as duas grandezas conhecidas em quilogramas, metros por segundo ou joules.
  3. Selecione Calcular para aplicar a equação clássica de energia cinética.
  4. Confira os três valores e confirme que as unidades SI correspondem aos dados originais.

Perguntas frequentes sobre energia cinética

Qual é a fórmula da energia cinética?

A energia cinética translacional clássica é metade da massa multiplicada pelo quadrado da velocidade. Ela se aplica a velocidades comuns, nas quais os efeitos relativísticos são desprezíveis.

Por que a velocidade é elevada ao quadrado?

O trabalho necessário para acelerar um objeto se acumula conforme sua velocidade muda, produzindo a relação quadrática. Assim, dobrar a velocidade gera quatro vezes mais energia cinética.

A energia cinética pode ser negativa?

A energia cinética clássica não pode ser negativa, pois a massa é positiva e a velocidade está ao quadrado. Energia cinética zero corresponde a um objeto em repouso no referencial escolhido.

A direção afeta a energia cinética?

Não. A energia cinética é uma grandeza escalar e depende do módulo da velocidade, não da direção. Duas massas iguais com velocidades de mesmo módulo em sentidos opostos têm a mesma energia cinética.

Quando devo usar energia cinética relativística?

Use uma fórmula relativística quando a velocidade for uma fração significativa da velocidade da luz. A expressão clássica subestima cada vez mais a energia à medida que a velocidade relativística aumenta.