Energia Potencial

Imagine uma pessoa que segura uma pedra de massa m a uma altura h do solo. Sabemos que se essa pedra for abandonada, o peso realiza um trabalho que pode ser calculado através da equação T = mgh e o corpo adquire energia cinética, a qual é calculada através da seguinte equação: E_c = mv²/2, ou seja, ocorre transformação da energia.

Antes de ser solta, a pedra possuía uma energia armazenada, ou seja, ainda não transformada. Essa energia é denominada energia potencial gravitacional e pode ser medida através do trabalho realizado pela força peso. Dessa forma, a energia potencial é calculada da seguinte maneira:

♦ Energia Potencial  Gravitacional (E_PG)

Devido ao campo gravitacional um corpo nas proximidades da superfície terrestre tende a cair em direção ao centro da Terra, este movimento é possível devido a energia guardada que ele possuía. Esta energia é chamada Potencial Gravitacional.

Para Calcular: E_pg = m . g . h

♦ Energia Potencial  Elástica (E_PE)

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:

            

                                Para treinar:

01- Um vaso de 2,0kg está pendurado a 1,2m de altura de uma mesa de 0,4m de altura. Sendo g = 10m/s², determine a energia potencial gravitacional do vaso em relação à mesa e ao solo.

Resolução -

m = 2kg
h_vm = 1,2m
h_ms = 0,4m
h_vs = h_vm + h_ms = 1,6m
g = 10m/s²
A energia potencial gravitacional do vaso com relação à mesa.
E_pg = m.g.h_vm
E_pg = 2.10.1,2 = 20.1,2 = 24J
A energia potencial gravitacional do vaso com relação ao solo.
E_pg = m.g.h_vs
E_pg = 2.10.1,6 = 20.1,6 = 32J

 

 02- (FUVEST – SP ) No rótulo de uma lata de leite em pó lê-se “valor energético: 1509kj por 100g (361kcal)”. Se toda energia armazenada em uma lata contendo 400g de leite fosse utilizada para levantar um objeto de 10kg, a altura máxima atingida seria de aproximadamente (g = 10m/s²)

Resolução-
100g equivalem a 1509kJ
1509x4 = 6036kJ = 6036.10³J que equivalem a 400g
m = 10kg
g = 10m/s²
Como toda energia do leite será utilizada para elevar o objeto, podemos dizer que toda ela será convertida em energia potencial gravitacional.
E_leite = E_potencial
E_leite = m.g.h
6036.10³ = 10.10.h
h = 6036.10
h = 60,36.10³m
h = 60,36km


03- Uma mola é deslocada 10cm da sua posição de equilíbrio; sendo a constante elástica desta mola equivalente à 50N/m, determine a energia potencial elástica associada a esta mola em razão desta deformação.

Resolução-

x = 10cm = 0,1m
k = 50N/m

E_pel = kx²/2
E_pel = 50.0,1²/2
E_pel = 0,25J

Por: Brena Êmilla

Fontes: http://www.brasilescola.com/fisica/energia-potencial.htm
http://www.coladaweb.com/fisica/mecanica/energia-cinetica-potencial-e-mecanica

http://exercicios.brasilescola.com/fisica/exercicios-sobre-energia-potencial.htm#resposta-568