O que é energia?

Afinal, o que é energia? A energia é uma grandeza física escalar conservada em todos os processos termodinâmicos. As fontes de energia podem ser o vento (energia eólica), o Sol (energia solar), combustão da matéria orgânica (energia da biomasa), combustão de combustíveis fósseis (energia térmica), combustão da fissão nuclear de urânio (energia nuclear).

Leia também: O que é eletricidade?

Resumo sobre energia

• A energia é uma grandeza física escalar conservada em todos os processos termodinâmicos.
• Alguns tipos de energia são energia cinética, mecânica, potencial gravitacional, potencial elástica.
• As fontes de energia podem ser renováveis ou não renováveis.
• A energia é sempre conservada, nunca criada nem destruída.
• A energia limpa é aquela que não emite gases de efeito estufa ou poluentes na atmosfera terrestre.
• A energia não tem uma origem absoluta, já que ela sempre existiu e sempre existirá.

Tipos de energia

A energia é uma grandeza física escalar conservada em todos os processos termodinâmicos. Existem diversos tipos de energia, pensando nisso, selecionamos os principais:

• Energia cinética: energia armazenada nos corpos em razão do seu movimento.
• Energia potencial gravitacional: energia armazenada nos corpos em razão da sua posição em relação à Terra.
• Energia potencial elástica: energia armazenada nos corpos em razão da sua deformação elástica. 
• Energia mecânica: energia armazenada nos corpos em razão da soma da energia cinética e energia potencial.
• Energia elétrica: energia proveniente do movimento das cargas elétricas.
• Energia térmica: energia proveniente do calor provocado pela combustão de combustíveis fósseis, radiação solar, reações químicas, atrito e outras fontes de calor.
• Energia solar (energia fotovoltaica): energia proveniente da radiação solar.
• Energia eólica: energia proveniente do vento.

Fontes de energia

As fontes de obtenção da energia podem ser renováveis, quando constantemente se regeneram na natureza, ou não renováveis, que se esgotam.

Princípio geral da conservação de energia

O princípio geral da conservação de energia afirma que a energia sempre é conservada — sendo assim, ela jamais pode ser criada ou destruída, apenas transformada de uma forma de energia em outra forma de energia — e que a quantidade total de energia em um sistema isolado se mantém constante.

Em um sistema mecânico e na ausência de forças dissipativas, como a força de atrito e/ou da força de arraste, a fórmula da conservação da energia:

\(E_{m\,\text{antes}} = E_{m\,\text{depois}}\)

Em que a energia mecânica é a soma das energias cinética e potencial, então:

\(E_{c\,\text{antes}} + E_{p\,\text{antes}} = E_{c\,\text{depois}} + E_{p\,\text{depois}}\)

E a energia potencial é a soma entre a energia potencial elástica e a energia potencial gravitacional, então:

\(E_{c\,\text{antes}} + E_{\text{pel}\,\text{antes}} + E_{pg\,\text{antes}} = E_{c\,\text{depois}} + E_{\text{pel}\,\text{depois}} + E_{pg\,\text{depois}}\)

• E_{m antes}  → energia mecânica antes em um sistema, medida em Joule [J].
• E_{m depois}  → energia mecânica depois em um sistema, medida em Joule [J].
• E_c → energia cinética, medida em Joule [J].
• E_p → energia potencial, medida em Joule [J].
• E_pel  → energia potencial elástica, medida em Joule [J].
• E_pg  → energia potencial gravitacional, medida em Joule [J].

Acesse também: Conservação da energia mecânica — mais detalhes sobre esse princípio

O que é energia limpa?

A energia limpa é toda a forma de energia que não emite gases de efeito estufa ou poluentes na atmosfera terrestre (como dióxido de carbono e metano) e ocasiona o mínimo ou nenhum impacto ambiental. Alguns exemplos de energia limpa são a energia solar, energia eólica e energia maremotriz.

Qual a origem da energia?

De acordo com a primeira lei da termodinâmica, a energia é conservada em todos os processos termodinâmicos, o que significa que ela jamais pode ser criada ou destruída, apenas transformada em outra forma de energia, como de energia elétrica em energia mecânica. Assim, pode-se afirmar que a energia não tem uma origem absoluta, já que ela sempre existiu e sempre existirá, mantendo-se constante em quantidade total no Universo.

Exercícios resolvidos sobre energia

Questão 1

(Enem) Observe a situação descrita na tirinha abaixo.

(Francisco Caruso & Luisa Daou, Tirinhas de Física, vol. 2, CBPF, Rio de Janeiro, 2000.)

Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia

A) potencial elástica em energia gravitacional.
B) gravitacional em energia potencial.
C) potencial elástica em energia cinética.
D) cinética em energia potencial elástica.
E) gravitacional em energia cinética.

Resolução:

Alternativa C.

Temos a transformação da energia potencial elástica em energia cinética, já que quando o arco se deforma ele gera o movimento da flecha.

Questão 2

(IFSP) Um atleta de salto com vara, durante sua corrida para transpor o obstáculo à sua frente, transforma a sua energia _____________ em energia ____________ devido ao ganho de altura e consequentemente ao/à _____________ de sua velocidade.

As lacunas do texto acima são, correta e respectivamente, preenchidas por:

A) potencial – cinética – aumento.

B) térmica – potencial – diminuição.

C) cinética – potencial – diminuição.

D) cinética – térmica – aumento.

E) térmica – cinética – aumento.

Resolução:

Alternativa C.

Um atleta de salto com vara, durante sua corrida para transpor o obstáculo à sua frente, transforma a sua energia cinética em energia potencial devido ao ganho de altura e consequentemente ao/à diminuição de sua velocidade.

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (vol. 2). 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (vol. 2). Editora Blucher, 2015.