O que é energia rotacional?
A energia rotacional é o componente da energia cinética que vem da rotação de um corpo. Isso ocorre quando qualquer forma de matéria gira em torno de um centro de rotação. Pode ser convertido em outras formas de energia, mais tipicamente energia de translação e calor. Existem muitas analogias entre energia cinética rotacional e energia cinética linear. Existem algumas aplicações práticas para energia rotacional, como o armazenamento de energia em um volante giratório.
A lei de conservação de energia sustenta que a quantidade total de energia em um sistema isolado deve permanecer constante ao longo do tempo. Perdas de energia de um tipo devem resultar em ganhos de energia de outro tipo. A transferência de energia entre tipos geralmente ocorre através da troca de momento entre as partículas atômicas da matéria. Exemplos de diferentes formas de energia incluem química, potencial e térmica, além da rotação. A energia rotacional, portanto, é uma das muitas maneiras possíveis pela qual a matéria pode reter energia.
Existem muitas analogias entre energia rotacional e energia cinética linear. Em vez de massa, os sistemas rotacionais têm um momento de inércia. O momento de inércia pode ser pensado como a resistência à aceleração angular - é semelhante a como a massa é a resistência à aceleração linear. Momentos de inércia aumentam quando a matéria está mais distante do centro de rotação. Isso ocorre porque é mais difícil fazer o sistema girar se o assunto estiver localizado longe do centro.
Da mesma forma, os sistemas rotacionais têm uma velocidade angular em vez de uma velocidade linear. A velocidade angular é medida em radianos por segundo, que é igual a cerca de 57,3 graus por segundo. Tanto o alto momento de inércia quanto a alta velocidade angular correspondem a alta energia rotacional. De acordo com a lei de conservação de energia, a mesma quantidade de energia rotacional pode ser obtida reduzindo o momento de inércia de um sistema e aumentando a velocidade angular.
Uma aplicação prática da energia rotacional é o uso de baterias no volante. Assim como uma bateria padrão armazena energia elétrica, uma bateria do volante armazena energia rotacional. Em um trem com uma bateria do volante, a energia cinética linear do trem em movimento pode ser transferida para a energia rotacional do volante a bordo. O efeito dessa transferência será uma redução na velocidade do trem. Se nenhuma energia for perdida para aquecer, toda a energia do movimento do trem poderá ser armazenada no volante e posteriormente usada para acelerar o trem para acelerar novamente.