Explicamos o que é energia potencial, os diferentes tipos que existem e alguns exemplos.
O que é energia potencial?
A energia potencial é um tipo de energia mecânica que está associada à relação entre um corpo e um campo ou sistema de forças externo (se o objeto estiver localizado no campo) ou interno (se o campo estiver dentro do objeto). É energia potencial, ou seja, pode ser imediatamente transformado em outras formas de energiacomo cinética, por exemplo.
A energia potencial de um sistema, independentemente da sua origem, representa a energia “armazenada” nele dada sua configuração ou posição e, portanto, para medi-lo deve-se levar em consideração um ponto de referência ou configuração.
O conceito de energia potencial é útil tanto para sistemas físicos conservadores (que tendem a preservar energia) quanto para sistemas dissipativos (que tendem a perder energia). A energia potencial e a energia cinética de um sistema constituem sua energia mecânica:
Energia potencial + energia cinética = energia mecânica total
Este tipo de energia é estudado não apenas pela mecânica clássica, mas também pela mecânica relativística e pela física quântica (que a aplica a sistemas de partículas).). A energia potencial é classificada de acordo com as forças que lhe dão origem, como gravitacional, elástica, química, entre outras.
Veja também: Energia solar
energia potencial gravitacional
energia potencial gravitacional É definida como a energia que um corpo massivo possui quando imerso em um campo gravitacional.. Os campos gravitacionais são criados em torno de objetos com massas muito grandes (por exemplo, as massas dos planetas e do Sol).
Por exemplo, um carro de montanha-russa tem energia potencial máxima em sua posição mais alta devido a estar imerso no campo gravitacional da Terra. Assim que o carro cai, perdendo altura, a energia potencial é transformada em energia cinética.
energia potencial elástica
energia potencial elástica Tem a ver com a propriedade de elasticidade da matéria, que é a tendência de recuperar a sua forma original após ter sido submetido a forças deformantes superiores à sua resistência. Um exemplo claro de energia elástica é o de uma mola que se estica ou contrai devido a uma força externa e retorna à sua posição original quando essa força não é mais aplicada.
Outro exemplo é o sistema arco e flecha, em que a energia potencial elástica atinge seu valor máximo à medida que o arco é puxado pela fibra elástica, dobrando levemente a madeira, mas ainda com velocidade zero. No instante seguinte, a energia potencial torna-se cinética e a flecha é lançada para frente a toda velocidade.
energia potencial química
Energia potencial química é a energia armazenada nas ligações químicas de átomos e moléculas. Um exemplo é a glicose em nosso corpo, que armazena energia potencial química que nosso corpo (através de um processo chamado metabolismo) transforma em energia calórica para manter a temperatura corporal.
O mesmo vale para o combustível fóssil (hidrocarbonetos) no tanque de gasolina de um carro. A energia potencial química armazenada nas ligações químicas da gasolina é convertida em energia mecânica para dar partida no veículo.
energia potencial eletrostática
Na eletricidade aplica-se também o conceito de energia potencial, que pode ser convertida em outras formas de energia, como a cinética, a térmica ou a luminosa, dada a enorme versatilidade do eletromagnetismo.
Neste caso, a energia resulta do campo de forças elétricas produzidas pelas partículas carregadas.