Calculadora de energia cinética: Eₖ = ½mv²

A energia cinética é a energia associada ao movimento. Na mecânica clássica, a energia cinética de translação é calculada por Eₖ = ½mv², onde m é a massa e v a velocidade. Esta calculadora resolve a relação nos três sentidos: energia a partir de massa e velocidade, massa a partir de energia e velocidade ou velocidade a partir de energia e massa. As conversões de unidades são automáticas.

A OpenStax define energia cinética de translação como metade do produto da massa pelo quadrado da velocidade. A unidade SI é o joule, J.

A equação pode ser reorganizada em m = 2Eₖ/v² e v = √(2Eₖ/m). O campo vazio determina automaticamente a forma usada.

A velocidade entra ao quadrado: duplicar v quadruplica a energia; triplicar v multiplica-a por nove.

A massa tem efeito linear. À mesma velocidade, duplicar a massa duplica a energia.

O cálculo interno utiliza J, kg e m/s. São suportados J, kJ, Wh, kWh, cal, kcal, BTU e várias unidades de massa e velocidade.

A fórmula Eₖ = ½mv² é clássica e não relativista. Próximo da velocidade da luz é necessária uma expressão relativista.

O teorema trabalho-energia relaciona o trabalho resultante com a variação da energia cinética.

Para conferir o cálculo à mão, começa por exprimir a massa em quilogramas e a velocidade em metros por segundo. Um corpo de 1 000 kg a 72 km/h, ou 20 m/s, tem 200 000 J, equivalentes a 200 kJ. Usar 72 como se fossem m/s daria uma energia 12,96 vezes superior. Mudar a unidade de saída altera o número apresentado, não a energia física.

O cálculo inverso depende da grandeza em falta. Com 125 kJ e 1 000 kg, obtém-se v = √250 ≈ 15,81 m/s. Para determinar a massa, divide-se por v²; a velocidade conhecida tem de ser diferente de zero. Quando energia e velocidade são ambas nulas, esta relação não permite determinar a massa. A raiz positiva fornece o módulo da velocidade, sem uma direção de movimento.

Compara energias no mesmo referencial. Um passageiro parado em relação ao comboio pode mover-se em relação à plataforma. A energia de rotação das rodas também não é somada à energia de translação. A energia calculada, por si só, não determina uma distância de travagem: faltam as forças e a forma como atuam durante a paragem. O resultado é uma grandeza de um modelo mecânico clássico, não uma avaliação completa de um acidente.