Exemplo de energia potencial

Energia é a habilidade de um corpo ou sistema de realizar trabalho. O Energia potencial é aquele que é adquirido por um posição que está ocupada, Dentro de certo campo. Dependendo do campo que está sendo habitado, a Energia Potencial adquire a seguinte classificação:

Tipos de energia potencial:

O Energia potencial gravitacional É gerado quando o corpo ou sistema está em um campo gravitacional.

O Energia Elétrica Potencial É aquele que é adquirido quando o corpo ou sistema está dentro de um campo elétrico.

O Energia Potencial Magnética surge quando o corpo ou sistema está dentro de um campo magnético

O Energia Elástica Potencial ele se manifesta quando uma mola é suspensa em um certo nível de tensão e tem uma tendência latente de retornar à sua forma original.

Energia potencial gravitacional 

A energia potencial é baseada na segunda lei de Newton:

"A Força aplicada a um objeto é diretamente proporcional à sua massa, com a aceleração na qual ele viaja."

Em um Campo Gravitacional, a aceleração é representada pelo valor da aceleração da gravidade:. O produto dessa Força pela posição do corpo, que em um Campo Gravitacional é tratado como Altura ou Distância, é denominado Energia Potencial Gravitacional.

Onde as unidades são:

É o mais usado, para ser calculado em corpos próximos à superfície do planeta Terra. A origem ou ponto de referência para esta energia pode ser arbitrário. Lá a energia é zero. O corpo que está a tal distância daquele ponto requer que uma quantidade de energia seja colocada lá. De outra perspectiva, isso significa o mesmo que a Energia que aquele corpo tem disponível para já estar naquela posição.

O corpo por si só já possui uma massa, que, quando afetada pela ação da gravidade, se torna uma força chamada Peso, que obviamente é medida nas mesmas unidades de Força.:

De forma que a Energia Potencial Gravitacional possa ser representada como:

Exemplos de energia potencial gravitacional

Exemplo # 1: Calcule a energia potencial de uma mesa que está localizada no segundo andar de um edifício, a uma altura de 4,5 metros. Sua massa é de 90 kg.

A fórmula a ser aplicada é:

Solução:

Exemplo # 2: Calcule a Energia Potencial de um monólito que está no topo de uma colina a uma distância vertical de 10 metros, com uma massa de 1.200 kg.

A fórmula a ser aplicada é:

Solução:

Exemplo # 3: Calcule a energia potencial de uma maçã pendurada em um galho de árvore, pesando 0,8829 Newton, a uma altura de 3,2 metros.

A fórmula a ser aplicada é:

Energia Elástica Potencial

A Energia Elástica Potencial é determinada pela distância de alongamento ou pressão da mola e pela constante da mola da qual faz parte. É a energia armazenada pela mola em sua condição de tensão.

Independentemente de se tratar de compressão ou alongamento, há uma distância que a mola deforma de sua forma original.

Vem da integração da Obra envolvida na compressão ou alongamento da mola: Força (k) vezes Distância (x) em função da Distância.

A Energia Elástica Potencial é equivalente a este valor.

Energia Elétrica Potencial

Quando uma carga elétrica positiva está localizada em um determinado local do espaço, e outra carga positiva se aproxima, haverá uma força repulsiva por parte da primeira.. Portanto, uma energia potencial será gerada no segundo.

A Energia Elétrica Potencial de uma Carga é representada:

E é baseado na Lei de Coulomb:

A Força que afeta uma carga elétrica pontual como consequência da presença de uma segunda carga pontual, é definida por: