ENERGIA POTENCIAL

Energia potencial (simbolizado por U ou E_p) é a forma de energia que está associada a um sistema onde ocorre interação entre diferentes corpos ^[1] e está relacionada com a posição que o determinado corpo ocupa e sua unidade no Sistema Internacional de Unidades (SI), assim como o trabalho, é joule (J).^[2]

A energia potencial é o nome dado a forma de energia quando está “armazenada”, isto é, que pode a qualquer momento manifestar-se^[3], por exemplo, sob a forma de movimento, e a energia potencial é derivada de forças conservativas, ou seja, a trajetória do corpo não interfere no trabalho realizado pela força^[4], o que importa são a posição final e a inicial, significando que, o percurso não interfere no valor final da variação da energia potencial.

Índice

  [esconder] 

• 1Tipos de energia potencial
  • 1.1Energia potencial gravitacional
  • 1.2Energia potencial elástica
  • 1.3Energia potencial elétrica
  • 1.4Energia Nuclear
• 2Ver também
• 3Referências

Tipos de energia potencial[editar | editar código-fonte]

Energia potencial gravitacional[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Energia potencial gravitacional

A força gravitacional mantém os planetas em órbita ao redor do sol.

A energia potencial gravitacional está associada ao estado de separação entre dois objetos que se interagem por meio de um campo gravitacional, onde ocorre a atração mútua ocasionada pela força gravitacional. Então, quando elevamos um corpo de massa m a uma altura h, estamos transferindo energia para o corpo na forma de trabalho^[5].

Quando um objeto realiza o movimento de aproximação de outro corpo, ocorre a transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética, e o valor da variação da energia potencial gravitacional, ΔU, é definida como o negativo do trabalho, W, realizado pela força gravitacional sobre esse corpo, portanto:

${\displaystyle \Delta U=-W}$

Outra maneira de determinar a variação da energia potencial é calculando o trabalho da força peso sobre um determinado objeto, e sendo que a força peso é dada por:

${\displaystyle F={\frac {GMm}{r^{2}}}}$^[6]

Onde F é a força gravitacional num ponto, G é a Constante gravitacional universal, M e m são as massas dos corpos que estão interagindo gravitacionalmente e r é a distância entre eles.

E o trabalho W realizado por uma força F que forma um ângulo θ com o deslocamento r é:

${\displaystyle W=Frcos(\theta )}$^[7]

Portanto, considerando que a diferença das altitudes entre os pontos de início e o término do deslocamento seja r e que o ângulo entre a força gravitacional e essa componente do deslocamento é igual à 0º, ou seja, seu cosseno é igual à 1, a variação da energia potencial gravitacional Ep é dada por:

${\displaystyle Ep={\frac {GMmr}{r^{2}}}}$

Sendo GM/r² igual ao valor g da aceleração gravitacional, então:

${\displaystyle Ep=mgr}$^[8]

Energia potencial elástica[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Energia potencial elástica

A energia potencial elástica é a energia mecânica relacionada à deformação de uma mola ou de um elástico^[9], e que posteriormente pode ser usada para gerar movimento de um corpo.

Agora, considere uma mola de constante elástica k que obedeça a Lei de Hooke (uma lei física usada para calcular a deformação causada por uma força aplicada sobre um corpo^[10]), ou seja, a força F que ela aplica sobre um objeto quando está com a deformação Δx é:

${\displaystyle F=-k\Delta x}$, o sinal negativo simboliza que a força tem sentido contrário à deformação da mola.

O valor da energia potencial E armazenada na mola nessas condições será igual ao trabalho realizado para efetuar essa determinada deformação na mola, sendo igual à:

${\displaystyle E={\frac {k(\Delta x)^{2}}{2}}}$

Energia potencial elétrica[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Energia potencial elétrica

A energia potencial elétrica pode ser comparada com a energia potencial gravitacional, porém, ao invés de ser a força gravitacional a relacionada com a energia potencial gravitacional, nesse caso, é a força elétrica que está envolvida com a energia potencial elétrica. A energia potencial elétrica está relacionada com a interação por meio de um campo elétrico entre as partículas, sendo que se as cargas elétricas das partículas envolvidas forem diferentes a força será de atração, e para cargas iguais será de repulsão. A força elétrica Fe entre duas partículas tem seu módulo igual à:

${\displaystyle Fe={\frac {kQq}{d^{2}}}}$, sendo k a constante elétrica no meio, Q e q as cargas das partículas e d a distância entre elas, e sua direção é radial, sendo centrípeta para cargas de sinais contrários e centrífuga para cargas com mesmo sinal^[11].

A variação da energia potencial elétrica ΔEe será o negativo do trabalho W realizado para deslocar a partícula, ou seja:

${\displaystyle \Delta Ee=-W}$

${\displaystyle \Delta Ee={\frac {-kQq}{d}}}$

Outra maneira de calcular a variação da energia potencial Ee é fazendo a razão entre a diferença de potencial(ddp) elétrico U no deslocamento e a carga q da partícula que descreveu esse deslocamento, desse modo, é possível calcular o trabalho para deslocar uma partícula que se encontra num campo elétrico ocasionado por duas placas elétricas.

${\displaystyle Ee={\frac {U}{q}}}$

Energia Nuclear[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Energia nuclear

A energia potencial nuclear é um tipo de energia gerada pelo trabalho realizado pela força nuclear, sendo elas a força fraca, que está envolvida com o decaimento beta, e a força forte, que mantém os prótons e nêutrons unidos no núcleo atômico , e esse trabalho ocorre principalmente com os processos de fissão nuclear^[12]. O decaimento beta é, basicamente, quando um nêutron se transforma em um próton, elétron e um neutrino, que seria a energia liberada nesse processo, e essa energia armazenada no nêutron é a chamada energia nuclear, usada em bombas nucleares e também na produção de energia.

Ver também[editar | editar código-fonte]

• Diferença de potencial

Referências

1. Ir para cima↑ «Energia Potencial» (PDF). 01 páginas. Consultado em 02 de Outubro de 2012 Verifique data em: |acessodata= (ajuda)
2. Ir para cima↑ «Energia Potencial». Consultado em 02 de Outubro de 2012 Verifique data em: |acessodata= (ajuda)
3. Ir para cima↑ «Energia Cinética Potencial e Mecânica». Consultado em 02 de Outubro de 2012 Verifique data em: |acessodata= (ajuda)
4. Ir para cima↑ «Conservação de Energia» (PDF). Consultado em 02 de Outubro de 2012 Verifique data em: |acessodata=(ajuda)
5. Ir para cima↑ http://www.infoescola.com/fisica/energia-potencial-gravitacional/. Consultado em 03 de Outubro de 2012Verifique data em: |acessodata= (ajuda); Em falta ou vazio |título= (ajuda)
6. Ir para cima↑ Silva,João Freitas. http://educacao.uol.com.br/fisica/forca-gravitacional.jhtm. Consultado em 03 de Outubro de 2012 Verifique data em: |acessodata= (ajuda); Em falta ou vazio |título= (ajuda)
7. Ir para cima↑ http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=91
8. Ir para cima↑ http://www.alunosonline.com.br/fisica/energia-potencial-gravitacional-e-elastica.html
9. Ir para cima↑ «Energia potencial elástica ou de deformação.»
10. Ir para cima↑ «Lei de Hooke.»
11. Ir para cima↑ «Força elétrica e campo elétrico, lei de coulomb»
12. Ir para cima↑ «Energia Potencial»