Potencial de energia

Energia Potencial

Definir energia não é fácil, mas intuitivamente sabemos o que é. Já vimos muitos noticiários falando da busca por novas fontes de energia como, por exemplo, a energia solar e a energia nuclear, de forma a substituir as fontes de energia existentes que estão quase esgotadas, como as obtidas a partir do petróleo. No dia a dia, o termo energia é associado à movimentação. É através dos alimentos que obtemos a energia necessária para executar todas as atividades; e nos automóveis a energia proveniente da queima dos combustíveis faz com que eles se movimentem. Por definição, energia é a capacidade que um corpo tem de realizar um trabalho ou uma ação. A unidade de energia, assim como o trabalho, no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o joule (J).

A energia potencial é a energia que está relacionada a um corpo em função da posição que ele ocupa.

Energia Potencial Gravitacional

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: Ec = 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 Elástica

A energia potencial, assim como a energia potencial gravitacional, está relacionada à posição que o corpo ocupa. Imagine um bloco de massa m preso a uma mola de constante elástica k. Para deformar a mola é necessário realizar um trabalho que é calculado da seguinte maneira: T = kx2/2.

Se o bloco for abandonado ele adquire energia cinética, no entanto enquanto estava preso ele possuía energia armazenada, ou seja, que ainda não havia sido transformada em energia útil (energia cinética). Essa energia armazenada é denominada energia tencial elástica e pode ser calculada através do trabalho realizado pela força elástica, de forma que fica da seguinte maneira:

Trabalho Mecânico e Potência

Na física, o conceito de trabalho é: “quantidade de energia gasta para realizar uma atividade”. Trabalho está relacionado à força e distância. Assim o conceito de trabalho é definido pela fórmula T = F . Ds.

Onde:

T = trabalho

F = Força

D = Distância

A partir do conceito de trabalho nasceu o conceito de energia, e a unidade utilizada para expressar os valores de trabalho é J = Joules.

Podemos dizer que, o trabalho mecânico é a energia transferida para um sistema por meio da força, gerando um movimento.

Para todo movimento retilíneo, o trabalho é calculado pelo produto da força resultante pelo deslocamento: W = F.d

Já o conceito de potência é: “grandeza física, expressa pelo símbolo P, e definida como a razão entre a energia produzida, transferida ou transformada e o intervalo de tempo em que a transferência de energia aconteceu”. A potência também é dada pelo produto da força pela velocidade.

A unidade que expressa a potência é o W = watt.

Rendimento

Vamos considerar duas pessoas que realizam o mesmo trabalho. Se uma delas realiza o trabalho em um tempo menor do que a outra, ela tem que fazer um esforço maior, assim dizemos que ela desenvolveu uma potência maior em relação à outra. Outros exemplos:

• Um carro tem maior potência quando ele consegue atingir maior velocidade em um menor intervalo de tempo.

• Um aparelho de som é mais potente do que outro quando ele consegue converter mais energia elétrica em energia sonora em