Calculadora de energia cinética de um pêndulo

Um pêndulo em oscilação troca continuamente energia potencial gravitacional e energia cinética. Em cada extremo, o corpo para por um instante, de modo que sua velocidade e energia cinética são nulas, enquanto a energia potencial gravitacional é máxima. Ao cair em direção ao equilíbrio, a gravidade acelera o corpo e converte a energia potencial armazenada em movimento. No ponto mais baixo, um pêndulo ideal atinge a velocidade máxima e, portanto, a energia cinética máxima. Esta calculadora avalia essa energia a partir da massa e da velocidade instantânea medida, usando metade do produto da massa pelo quadrado da velocidade. A massa deve ser informada em quilogramas e a velocidade em metros por segundo, produzindo energia em joules. Como a velocidade é elevada ao quadrado, dobrá-la multiplica a energia cinética por quatro, enquanto dobrar a massa apenas dobra o resultado. A equação se aplica ao movimento de translação de um corpo compacto. Ela não inclui separadamente a energia de rotação de um corpo rígido extenso, a resistência do ar, o atrito no pivô, a elasticidade do fio ou o movimento de uma haste com massa. Em pêndulos didáticos com um corpo pequeno e denso e um fio leve, essas omissões geralmente correspondem ao modelo padrão de pêndulo simples. Quando a energia mecânica se conserva, o mesmo resultado pode ser previsto pela altura de soltura. Um corpo solto do repouso perde energia potencial gravitacional igual ao produto da massa, da aceleração da gravidade e da queda vertical. Em um sistema ideal, essa perda equivale à energia cinética no ponto mais baixo. Experimentos reais costumam fornecer um valor medido um pouco menor, pois a resistência e o atrito dissipam energia em calor e som. Comparar o resultado baseado na velocidade com a previsão baseada na altura é, portanto, uma forma útil de estimar perdas experimentais. Use a velocidade instantânea na posição de interesse, não a velocidade escalar média de toda a oscilação. Fotocélulas, rastreamento por vídeo ou sensores de movimento podem fornecer um valor adequado. Mantenha as unidades consistentes e use a massa móvel total, incluindo acessórios que se deslocam com o corpo. O resultado é determinístico e serve para conferir exercícios, planejar medições de laboratório, estimar energia de impacto ou explorar como massa e velocidade afetam o movimento do pêndulo.