Energia Potencial - Física

Energia Potencial:

Energia associada a posição dos corpos em um sistema, fornece o potencial ou a possibilidade da realização de um trabalho.

Ojetivos de Aprendizagem:

•Como usar o conceito de energia potencial gravitacional em problemas que envolvem o movimento vertical.

•Como usar o conceito de energia potencial elástica em problemas que envolvem um corpo em movimento ligado a uma mola alongada ou comprimida.

•A distinção entre forças conservativas e não conservativas e como solucionar problemas em que ambos tipos de força atuam sobre um corpo em movimento.

•Como calcular as propriedades de uma força conservativa quando você conhece a função energia potencial correspondente.

•Como usar diagramas de energia para entender o movimento de um objeto com deslocamento retilíneo sob influência de uma força conservativa.

Energia Potencial Gravitacional:

Corpo de massa (m) se move ao longo do eixo Oy (vertical) sob a ação de seu peso (p=m.g) e de outras forças (p.ex: resistência do ar) cuja resultante é F outra.



•Trabalho da força Peso para deslocar o corpo de y1 para y2, de cima para baixo:
(W grav) = P.(Δ.R) = (P.Δ.R).cos 0 = M.G(y1-y2) = MGY1 - MGY2

•U=MGY (energia potencial gravitacional)
[U]= joule (J)

•(w grav) = U1−U2= −(U2-U1) = −ΔU
(para trajetória retilínea ou curva)

•Trabalho da força gravitacional não depende da trajetória, depende apenas da posição inicial e final do corpo.

Energia Potencial Elástica: 

A energia potencial de uma corda ou mola que possui elasticidade.

Se considerarmos que uma mola apresenta comportamento ideal, ou seja, que toda energia que ela recebe para se deformar ela realmente armazena, podemos escrever que a energia potencial acumulada nessa mola vale:

Nessa equação, "x" representa a deformação (contração ou distensão) sofrida pela mola, e "K" chamada de constante elástica, de certa forma, mede a dificuldade para se conseguir deformá-la. Molas frágeis, que se esticam ou comprimem facilmente, possuem pequena constante elástica. Já molas bastante duras, como as usadas na suspensão de um automóvel, possuem essa constante com valor elevado. Pela equação de energia potencial elástica, podemos notar algo que nossa experiência diária confirma: quanto maior a deformação que se quer causar em umas mola e quanto maior a dificuldade para se deformá-la (K), maior a quantidade de energia que deve ser fornecida a ela (e conseqüentemente maior a quantidade de energia potencial elástica que essa mola armazenará).

Energia Potencial Elétrica:

É a energia que determinado objeto ou partícula eletrizado adquire quando colocado na presença de um campo elétrico. Ele pode ser calculado pelas seguintes expressões:

 

Em que K é a constante elétrica do meio, Q a carga geradora do potencial elétrico, q a carga que vai ser dotada de energia, e d a distância atual entre elas (cargas) e d0 é a distância de referência.

Onde, V é o potencial elétrico.

A unidade de energia potencial elétrica no SI é o Joule.