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Energia Potencial


    Energia potencial é a energia contida num objeto, tomando em consideração a sua localização. É uma energia que fica “adormecida” num objeto e essa força só será despertada a partir do trabalho, sendo que quando ele ocorrer a energia potencial será transformada em outra energia. Existem mais de uma forma de força potencial. São as chamadas: energia potencial gravitacional, energia potencial elástica e energia potencial elétrica.

    Energia potencia gravitacional

    energia%20gravitacionalA energia potencial gravitacional é a energia que trata de calcular a força da gravidade e sua ação nos corpos. Essa ação tem relação direta, como veremos na sua equação, com a massa desse corpo e com sua distância.

    Essa energia está presente em todos os momentos de nossa existência, visto que age por ação da gravidade, e está em todos os lugares do Planeta Terra. A gravidade exerce uma força, em direção ao centro da terra de, aproximadamente, 9,8 m/s². Isso quer dizer que todo objeto, mesmo parado, tem sobre si uma força agindo para “empurrá-lo” para a direção do centro da terra. Para calcularmos a força potencial gravitacional ainda dependemos de duas variáveis: a massa e a distância.

    Imaginemos que uma pedra está sendo mantida a uma distância de 5 m do solo e que sua massa seja de 2 Kg. Essa pedra está “acumulando” uma força potencial gravitacional. Enquanto ela estiver em repouso (sem movimento) essa força poderá ser calculada pela fórmula:

Fpg = m. g. h.

Em que:

Fpg =  Força Potencial Gravitacional

m =  Massa do corpo.

g = Gravidade atuante.

h = Distância do corpo para um ponto de referência.

+ A unidade de Força potencial é Joule, mesma unidade de energia cinética e trabalho

Sendo assim, a força potencial gravitacional do exemplo acima será calculada desta forma:

Fpg = 2 . 9,8 . 5

Fpg = 98 J

    É importante deixar claro que essa força age enquanto a pedra está parada. Se for solta, ela vai ter movimento e essa energia potencial se transformará em energia cinética.




Energia Potencial Elástica

    energia%20potencial%20elasticaA energia potencial elástica se trata da energia que uma mola, elástico ou qualquer material que consiga ser distorcido e voltar a sua forma de origem, consegue armazenar. Esse armazenamento  parte do princípio de que a mola (ou seja, qual for o material elástico) usada na situação possa ser deformada e, enquanto ela continua nessa situação ela “armazena” energia, que vai ser liberada quando ela puder voltar ao seu estado normal.    

    Nessa aplicação, imagina-se que uma mola perfeita, possa devolver com igual intensidade e força, a energia que ela recebeu. No entanto, essa mola “ideal” não existe e só é usada em aplicações de exemplos. Sendo assim, para cada mola, teremos uma variável chamada constante elástica, que é a dificuldade que a mola, especificada no exemplo,  tem de se contrair ou se alongar. Subentende-se que, quando mais dura for a mola, MAIOR será sua constante elástica, e quanto mais frágil e fácil for de distorcê-la, MENOR  será sua constante elástica.

    Podemos ver exemplos dessa força agindo em vários momentos no nosso dia a dia como nas molas de amortecedores de motos e carros, no uso de “liguinhas” para juntar papéis e etc. Podemos ver esse efeito em ação até mesmo no nosso próprio corpo, quando receber forte pressão sobre uma perna, por exemplo, e depois de algum tempo não a sua recuperar a forma normal da perna, sem marcas ou deformações .  

    Outro fator no cálculo dessa energia é a deformação feita na mola quando ela é pressionada ou puxada. Sendo assim, para achar a energia potencial elástica, é preciso ficar atento à formula:

Epe = kx2/2

Em que:

Epe =  Energia Potencial Elétrica

k = Constante de Elástica

x = deformação da mola

    Logo, quanto maior for a deformação causada no material em questão e quanto maior for a dificuldade de se causar essa mudança na sua forma, maior será energia potencial elástica.

    Aplicando na prática, se quisermos saber a energia potencial elástica de que o fio de um arco acumula durante o processo de atirar uma flecha, sabendo que a deformação feita na corda, no momento do disparo, é de 10 cm e que a constante de elasticidade dessa corda é de 500 N/m . aplicando a formula acima, teremos:

Epe = 500 . (10 . 10-2)2
Epe = 2,5 J

* A constante k está na unidade Newtons por Metro, logo a unidade de deformação na corda deve estar na unidade semelhante ás demais, no caso metro. Por isso, foi feita a transformação de centímetros para metros, colocando 10-2 .

    Então, a energia acumulada nesse cordão, no momento do disparo, foi de 2,5 Joules .


Energia potencial Elétrica

    A energia potencial elétrica é a energia adquirida por um corpo, quando esse é colocado num campo elétrico. Um campo elétrico é um campo gerado por forças de cargas elétricas, como íons, elétrons ou prótons. Esse campo é possível graças às forças de atração e repulsão que ocorrem pela proximidade de cargas semelhantes ( para acontecer a repulsão ) e diferentes ( para o caso de atração ). Como se trata de uma energia potencial, sua unidade é Joule.

    A fórmula para se calcular a energia potencial elétrica de um partícula é denominada:

Epe = K . Q . q /d – K . Q . q /d0

Epe =  Energia potencial elétrica

K = Uma constante elétrica

Q = É a carga que vai ser a geradora do potencial elétrico

q = Carga de energia que será usada

d= Distância entre as cargas atuantes nos sistemas  

    O potencial elétrico é a medida de capacidade de um corpo de produzir trabalho quando se encontra num campo elétrico. É a capacidade de repelir ou atrair cargas através da sua energização.  Esse potencial não depende da carga do corpo colocado.

    A energia potencial elétrica se diferencia pela energia elétrica pelo fato de a energia potencial elétrica ser a capacidade de um corpo obter trabalho num campo elétrico. Já a energia elétrica é a geração de energia baseada na diferença de potencial, sendo possível, assim, manter a circulação de uma corrente elétrica entre os pontos.