A energia potencial
A energia potencial é a energia armazenada ou reprimida de um objeto. É muitas vezes contrastada com a energia cinética.
Na física, energia potencial é a energia que um objeto tem devido a sua posição em um campo de força ou que um sistema tem devido à forma como suas partes estão dispostas. Os tipos comuns incluem a energia potencial gravitacional de um objeto que depende de sua posição vertical e massa, a energia potencial elástica de uma mola estendida e a energia potencial elétrica de uma carga em um campo elétrico. A unidade SI para energia é o joule (símbolo J).
A energia potencial está freqüentemente associada a forças restauradoras, tais como uma mola ou a força da gravidade. A ação de esticar a mola ou levantar a massa é realizada por uma força externa que trabalha contra o campo de força do potencial. Este trabalho é armazenado no campo de força, que é dito ser armazenado como energia potencial. Se a força externa for removida, o campo de força atua sobre o corpo para realizar o trabalho à medida que o corpo volta à posição inicial, reduzindo o estiramento da mola ou causando a queda de um corpo. Quando isto acontece, a energia potencial se transforma em energia cinética. A energia total permanece a mesma por causa da lei de conservação de energia.
Os físicos dizem que a energia potencial é a diferença entre a energia de um objeto em uma determinada posição e sua energia em uma posição de referência.
Exemplos simples
Trazer uma rocha para cima aumenta sua energia potencial sob a gravidade. Esticar uma faixa de borracha aumenta sua energia potencial elástica, que é uma forma de energia potencial elétrica. Uma mistura de um combustível e um oxidante tem uma energia potencial química, que é uma outra forma de energia potencial elétrica. As baterias também têm energia potencial química.
Tipos de energia potencial
Existem vários tipos de energia potencial, cada um associado a um tipo particular de força.
Energia potencial gravitacional
A energia potencial gravitacional é experimentada por um objeto quando a altura e a massa são um fator no sistema. A energia potencial gravitacional faz com que os objetos se movam em direção uns aos outros. Se um objeto é levantado a uma certa distância da superfície da Terra, a força experimentada é causada pelo peso e pela altura. O trabalho é definido como força sobre uma distância, e trabalho é outra palavra para energia. A energia potencial adicionada quando se levanta um objeto é:
U = F Δ h {\i1}displaystyle U=F\Delta h} 
onde
F {\i1} 
é a força da gravidade
Δ h {\displaystyle {\delta h}
é a mudança de altura
ou
U = m g h {\\i1}displaystyle U=mgh} 
Aqui, g = 9,81 m / s 2 {\i1}textstyle g=9,81 {\i}mathrm {\i/s} ^{2}}
é a aceleração devido à gravidade.
O trabalho total feito por energia potencial gravitacional quando um objeto cai da posição 1 para a posição 2 é:
Δ W = U 1 - U 2 {\i1}delta W=U_{1}-U_{2}} 
ou
Δ W = m g h 1 - m g h 2 {\i1}delta W=mgh_{1}-mgh_{2}} 
onde
m {\displaystyle m}
é a massa do objeto
h 1 {\\i1} é a primeira posição do estilo h_{\i}
h 2 {\\i1} 
é a segunda posição
Energia elétrica potencial
A energia elétrica potencial é experimentada por cargas diferentes e iguais, pois elas se repelem ou se atraem umas às outras. As cargas podem ser positivas (+) ou negativas (-), onde cargas opostas se atraem e cargas similares se repelem. Se duas cargas foram colocadas a uma certa distância uma da outra, a energia potencial armazenada entre as cargas pode ser calculada por:
U = k Q q q r {\i}{r}}} U={kQqq}{r 
onde
k {\displaystyle k}
é 1/4πє (para ar ou vácuo é 9 x 10 9 N m 2 / C 2 {\displaystyle 9x10^{9}Nm^{2}/C^{2}}} 
)
Q
{\i1}é a primeira carga
q 
é a segunda carga
r r 
é a distância entre as peças
Energia potencial elástica
A energia elástica potencial é experimentada quando um material emborrachado é puxado para longe ou empurrado junto. A quantidade de energia potencial que o material tem depende da distância puxada ou empurrada. Quanto maior a distância empurrada, maior é a energia elástica potencial que o material possui. Se um material for puxado ou empurrado, a energia potencial pode ser calculada por:
U = 1 2 k x 2 {\\i1}kx^{\i}} U = 1 2 k x 2 {\i}displaystyle U={\i}frac {\i}{\i}kx^{\i} 
onde
k {\displaystyle k} é a força da mola constante (quão bem o material estica ou comprime)
x estilo de jogo x
é a distância que o material se moveu de sua posição original
Páginas relacionadas
- Energia cinética
Perguntas e Respostas
P: O que é energia potencial?
R: Energia potencial é a energia armazenada ou reprimida de um objeto. É freqüentemente contrastada com a energia cinética e é a energia que um objeto tem devido a sua posição num campo de força ou que um sistema tem devido à maneira como suas partes estão dispostas.
P: Quais são alguns tipos comuns de energia potencial?
R: Os tipos comuns de energia potencial incluem energia potencial gravitacional, energia potencial elástica, e energia potencial elétrica.
P: O que é a unidade SI para medir energia?
R: A unidade SI para medir a energia é o joule (símbolo J).
P: Como o trabalho se torna armazenado como energia potencial?
R: O trabalho torna-se armazenado como potencial quando é executado por uma força externa que trabalha contra o campo de força do potencial. Esse trabalho é então armazenado no campo de força como energia potencial.
P: Como é que o potencial se transforma em cinético?
R: Quando uma força externa que estava trabalhando contra um campo de força de uma determinada posição é removida, isso faz com que o corpo volte à sua posição inicial, reduzindo qualquer estiramento em uma mola ou causando a queda de um corpo. Nesse momento, qualquer mudança potencial existente em cinética e a quantidade total do total permanece constante, devido à lei de conservação de energia.
P: Como os físicos definem a Energia Potencial?
R: Os físicos dizem que a Energia Potencial pode ser definida como a diferença entre as energias de um objeto em determinada posição e posição de referência.
