Energia Mecânica - Conservação da Energia Mecânica

A energia potencial gravitacional, a energia potencial elástica e a energia cinética são formas de energia mecânica.

Ep.grav. = ± mgh

Energia Potencial Gravitacional

Na Fig. 1 representamos uma partícula de massa m a uma altura h acima do solo. Se a partícula tem nesse ponto velocidade vo = 0, não possui energia cinética. No entanto, se abandonarmos a partícula nessa posição, ela descerá, sob a ação do peso, ganhando energia cinética. Dizemos então que a uma altura h, a partícula possui uma energia potencial (Ep) que é igual ao trabalho realizado pela força peso durante a descida:

Ep = mgh

Essa energia potencial é chamada energia potencial gravitacional.

Energia Potencial Elástica

Na Fig. a representamos uma mola ideal de comprimento natural Lo presa a um corpo C ; nessa situação o sistema está em equilíbrio.

Se esticarmos a mola (Fig.b) ou se a comprimirmos (Fig. c), provocando uma deformação x, podemos dizer que a mola adquire uma energia potencial.

A energia potencial armazenada é:

   

K = constante elástica da mola (N/m ou N/cm)

x = deformação (m ou cm)

Essa energia é chamada de energia potencial elástica.

Exemplo

Uma mola de comprimento natural Lo = 1,5m e constante elástica k = 200 N/m foi esticada até que seu comprimento passasse a L = 1,7 m. Calcule a energia potencial armazenada na mola.

Resolução

A deformação da mola é a diferença entre seu comprimento final e o comprimento natural:

x = L - Lo = 1,7 m - 1,5 m = 0,2 m

Assim, a energia potencial da mola é:

Ep = 4 joules = 4 J