A transformação de energia consiste no processo de mudança de uma forma de energia para outra, o que acontece constantemente na natureza.
Significado de Transformação de Energia
A transformação de energia corresponde ao processo em que uma forma de energia é alterada para outra. Este baseia-se no princípio de que nenhuma energia pode ser destruída, mas sim transformada. Vale a pena destacar que essa transformação está presente na natureza sob as mais diversas formas e que ocorre ininterruptamente.
Alguns tipos de Transformação de Energia
É impossível enumerar todos os tipos de transformação de energia, pois são infinitos. No entanto, vamos falar das transformações mais comuns no nosso dia a dia:
1 - Geração de energia elétrica A eletricidade que utilizamos diariamente é gerada a partir da transformação de alguns tipos de energia. Nesse sentido, a energia solar, eólica, térmica, hídrica ou de biomassa podem ser convertidas em energia elétrica. Na maioria destes processos, estas energias são convertidas primeiramente em energia mecânica, para só depois se tornarem energia elétrica.
2 - Uso da energia elétrica Depois de ser transformada em elétrica, a energia ainda pode sofrer outras transformações. Quando utilizamos uma lâmpada, por exemplo, ela é convertida em energia luminosa. Quando utilizamos um som, ela é convertida em energia sonora. E assim por diante.
3 - Funcionamento de automóveis Para funcionarem, os automóveis também precisam da transformação de energia. Nos veículos a combustão, transforma-se a energia térmica, proveniente da queima, em mecânica. Já nos carros elétricos, a energia química armazenada nas baterias recarregáveis é convertida em energia elétrica.
Perda de energia
Em qualquer transformação, há sempre uma perda de energia para o meio ambiente. Na maioria dos casos, ela é perdida na forma de calor. Este facto pode ser observado em várias situações do dia a dia, como no aquecimento das lâmpadas, computadores, carros ou quaisquer equipamentos em utilização.
O salto com varas é um excelente exemplo de como a energia se transforma: de cinética, no final da corrida, em potencial gravitacional, quando o objetivo - chegar o mais alto possível - é atingido.
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A atleta Fabiana Murer é uma das melhores atletas mundiais na modalidade do salto com vara e detentora de vários
recordes. Seus melhores desempenhos foram saltos de 4,82 m em provas em ambientes fechados e 4,85 m em provas em ambiente aberto, ambos conquistados em 2010. Por esse último recorde, Fabiana recebeu a medalha de ouro nos Campeonato Ibero Americano, em 2010. Para atingir essa marca foram muitos anos de treino (aos 18 anos ela saltava “apenas” cerca 3,7 m).
O salto com vara é uma modalidade esportiva na qual um ou uma atleta corre, carregando uma longa vara de material flexível. Após atingir
uma velocidade adequada, a mais alta que conseguir, o atleta encosta a vara em um encaixe no solo e, pelo “embalo” que tem, “entorta” a vara, transformando toda sua energia cinética em energia potencial, correspondente à deformação da vara. Posteriormente, essa energia potencial é usada para “lançar” o atleta para cima. Assim, a energia potencial armazenada na vara é transformada em energia potencial gravitacional e energia cinética do movimento vertical do atleta Ao atingir a altura máxima a
vara não está mais “entortada”, sua velocidade se anula e toda a energia será potencial gravitacional.
Considerando essas transformações da energia de cinética (no final da corrida) até potencial gravitacional, quando a altura máxima é atingida, podemos estimar a altura do salto.
A primeira questão é saber quão rápido um ou uma atleta pode correr. Poderíamos usar como estimativa a velocidade máxima atingida em corridas de 100 m rasos, de pouco mais do que 12 m/s para homens e um pouco
menos que isso no caso de mulheres. Entretanto, pessoas que se dedicam ao salto em altura têm uma compleição física diferente daquelas que se dedicam às corridas rápidas; além disso, têm que correr carregando uma desajeitada vara, em uma posição menos eficiente para ganhar velocidade. Portanto, não podemos esperar que os saltadores e saltadoras consigam uma velocidade tão alta quanto velocistas. As velocidades máximas atingidas por atletas muito bem preparados no momento que encostam a vara no
solo são da ordem de 9 m/s para mulheres e 10 m/s, no caso de homens. E essa velocidade define a energia cinética disponível para o salto.
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As transformações de energia que ocorrem são: cinética acumulada durante a corrida – potencial na vara – cinética do movimento vertical do atleta – potencial gravitacional quando a altura máxima é atingida. Se a energia cinética conseguida com a corrida for totalmente aproveitada e nenhuma outra forma de energia estiver envolvida, então a
energia potencial gravitacional na altura máxima será igual à energia cinética no final da corrida. Assim, a equação básica do salto em altura com vara é a igualdade entre a energia potencial gravitacional quando o atleta atinge a altura máxima com a energia cinética no final da corrida: Se igualarmos a energia cinética, mv^2/2, com a energia potencial gravitacional, m.g.h, onde m é a massa do ou da atleta, v a velocidade no final da corrida, h a altura máxima atingida e g a aceleração da
gravidade, obteremos alturas finais da ordem de 5,0 m para homens e 4,0 m para mulheres. Como essas são as alturas que os centros de massa dos atletas subirão, devemos somar a altura inicial do centro de massa no início do salto, de cerca de 1 m do chão. Assim, a altura máxima atingida é da ordem de 5,0 m para mulheres e 6,0 m para homens. Esses valores estão bem próximos dos recordes mundiais, da ordem de 6,1 m para homens e 5,1 m para mulheres, indicando que as hipótese feitas são razoáveis.