Energia Pontencial

1. ENERGIA POTENCIAL
Energia Potencial
É um tipo de energia que o corpo armazena, quando está a uma certa
distância de um referencial de atração gravitacionalou associado a uma
mola.
Existe uma forma de energia que está associada a posição, ou melhor,
uma energia que fica armazenada, pronta para se manifestar quando
exigida, esta forma de energia recebe o nome de Potencial.
Quando discutimos o conceito de trabalho, falamos sobredois casos
especiais: o trabalho do peso e da forçaelástica. Esses trabalhos
independem da trajetória e conduzemao conceito de uma nova forma de
energia – Energia Potencial.
♦ Energia Potencial Gravitacional (EPG)
Devido ao campo gravitacional umcorpo nas proximidades da superfície
terrestretende a cair em direção ao centro da Terra, este movimento é
possíveldevido a energia guardada que ele possuía. Esta energia é
chamada Potencial Gravitacional.
Para Calcular: Epg = m . g . h
♦ Energia Potencial Elástica (EPE)
Ao esticarmos ou comprimirmos uma mola ou um elástico, sabemos que
quando soltarmos esta mola ela tenderá a retornar a sua posição natural
(original). Essa tendência de retornar a posição natural é devido a algo que
fica armazenado na mola a medida que ela é esticada ou comprimida. Este
algo é a energia potencial elástica.
Para Calcular:

2. ENERGIA MECÂNICA
Energia mecânica está em nossa vida o tempo todo. Basta parar pra
pensar que praticamente tudo no mundo tem altura ou velocidade. Sendo
assim, o aprendizado desse conhecimento físico é algo que não se
restringe a profissionais que trabalhem nessa área, mas sim a todos que
têm interesse em conhecer e compreender mais o fenômenos que
acontecem em nossas vidas todos os dias.
A energia mecânica é a energia que pode ser transferia para um outro
corpo, através de um trabalho. Está caracterizado por ser o resultado da
soma de duas energias: a cinética e a potencial, como veremos, mais a
frente, na sua fórmula. Isso, na prática, quer dizer que a energia mecânica
é a energia resultante de qualquer objeto que tenha energia potencial
(gravitacional, elástica ou elétrica) ou estiver em movimento, por adquirir
energia cinética.
Um princípio importante para ser lembrando, quando tratamos da energia
mecânica, é a teoria da conservação das massas, de Lavoisier, que diz que
em nenhum sistema, físico ou químico é capaz de criar ou eliminar
matéria. Em outras palavras, nada se perde, tudo se transforma. Essa foi
fundamental para, em 1788, através de estudos de Joseph Lois Lagrange,
se estabelecesse o principio da ideia de energia mecânica que temos hoje.
A importância dessa lei para a energia mecânica, e para todos as outros
sistemas estudados, vem pelo fato de, em alguns casos, o objeto a ser
analisado num problema a ser resolvido poder obter energia cinética e
não ter energia potencial, ou vice e versa. Mas, na mesma situação, esse
objeto ganha energia potencial e perde sua energia cinética, pela lei da
conservação das massas esse sistema terá o mesmo valor da situação
passada.
Aplicando isso matematicamente, temos:
Em = Ec + Ep
Em = Energia Mecânica
Ec = Energia Cinética
Ep = Energia Potencial

3. A equação usada para energia cinética é constante, diferente da energia
potencial. A energia potencial pode apresentar-se como potencial
gravitacional, elástica ou elétrica. Cada uma delas apresenta uma equação
diferente para seu cálculo.
A energia cinética apresenta a equação :
Ec = ½ . m . V2
A energia potencial gravitacional tem a equação:
Fpg = m. g. h.
A energia potencial elástica :
Epe = kx2/2
A energia potencial elétrica :
Epe = K . Q . q /d – K . Q . q /d0
Sendo assim, o cálculo da energia mecânica varia de acordo com o tipo de
força que age sobre ela e sua intensidade.
A energia mecânica é uma conquista física, pois possibilita a resolução de
vários problemas matemáticos e físicos. Além de ser uma forma de obter
vários dados importantes de um sistema, como velocidade, massa altura e
outros, dependendo do que for calculado.

4. ENERGIA CINÉTICA
Energia cinética
Quando um corpo de massa m está se movendo a uma velocidade v, ele
possui energia cinética Ec,que é dada por:
De acordo com a equação acima, vemos que a energia cinética depende
da velocidade e da massa de um corpo, portanto, essa forma de energia
só está presente em objetos que estão em movimento. Se a velocidade for
nula, o produto mv2
= 0, o corpo não apresenta energia cinética. Outra
observação que pode ser feita é que os valores da energia cinética são
sempre positivos, pois a massa m sempre é positiva e, como a velocidade
v está elevada ao quadrado, sempre terá como resultado um valor
positivo.
Relação entre trabalho e energia cinética
Supondo que um corpo esteja em movimento e passe pelo ponto A, nesse
momento, ele possui energia cinética ECA. Considere que uma força é
exercida sobreesse corpo e sua velocidade seja alterada, de forma que ele
passe por um ponto B com energia ECB. Quando essa força F é aplicada
sobre o objeto, ela realiza trabalho TAB, que corresponde à variação da
energia cinética entre os dois pontos. Veja a figura:
O trabalho total realizado sobre um corpo é igual à variação da energia cinética
Dessa forma, o trabalho TAB é dado pela equação:
TAB = ECB - ECA
Essa lei também é chamada de teorema do Trabalho – Energia Cinética e pode ser
enunciada da seguinte forma:
“O trabalho total realizado sobre um corpo que se desloca entre os pontos A e B é igual à
variação da energia cinética entre esses dois pontos.”

5. ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA
Na posição (-x) a mola se encontra comprimida, já na posição (x = 0) a mola se encontra em equilíbrio
Em algum momento você já deve ter se deparado com a seguinte citação: “na natureza
nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. Podemos dizer o mesmo sobre a
energia, pois sabemos que a energia não pode ser destruída, mas pode ser transformada
ou transferida de um corpo para outro.
De acordo com esse enunciado, podemos definir energia potencial. Sendo assim, em
Física dizemos que energia potencial de um corpo ou de um objeto nada mais é do que a
capacidade de realizar trabalho, tomando como base sua posição em relação a outros
corpos com os quais ele faz interação. Sendo assim, podemos dizer que a energia
potencial depende apenas da posição no espaço onde ela se encontra e das forças que
sobre ela atuam.
Energia potencial elástica
Alguma vez você já manuseou uma mola? Pode ter sido o espiral do caderno ou até
mesmo uma mola conhecida como “mola maluca”. Em ambos os casos, podemos dizer
que a mola armazena energia potencial elástica. Percebemos isso quando a mola é
contraída e, em seguida, solta. Nesse exemplo veremos que a mola volta ao seu estado
normal, ou seja, ela tende sempre a voltar à sua forma original. Uma mola quando
pressionada pode realizar trabalho sobre um objeto aplicando uma força sobre ele.
Assim como em diversas situações da Física, podemos encontrar uma equação
matemática que representa a energia potencial elástica. No caso de uma mola, podemos
ver que a força que atua é uma força variável e depende exatamente da posição de
equilíbrio.
É importante salientar que uma mola se encontra em equilíbrio quando ela não está
esticada ou comprimida, ou seja, quanto está na sua posição natural. Se fizermos uma

6. simples experiência usando um dinamômetro veremos que a mola exerce uma força
proporcional à sua deformação x e que essa força pode ser calculada através da seguinte
equação:
F=-k.x
Na equação acima, k é a constante elástica da mola. Pela equação podemos dizer que
quanto maior for o valor da constante elástica da mola, maior será a força exercida pela
mola quando esticada ou comprimida. Já o sinal negativo na equação indica que sempre a
força terá o sentido oposto ao sentido da deformação da mola.
A equação matemática que nos permite determinar o valor da energia potencial elástica é
dada por: