Energia

1. Energia Potencial Gravitacional

É a energia associada à posição em que o corpo se encontra. Observe a figura 1 e considere o corpo de massa m inicialmente em repouso no ponto b. O corpo se encontra a uma altura h em relação ao solo a. Quando abandonado a partir do repouso, devido a sua massa, a força peso realiza um trabalho sobre o corpo e ele adquire energia cinética, ou seja, começa a se movimentar.
A energia potencial gravitacional está associada ao trabalho da força peso
O trabalho que o peso da esfera realiza permite medir a energia potencial gravitacional, então vamos calcular trabalho.
Considerando o ponto a como o ponto de referência, o deslocamento de b até a é dado por h, sendo o módulo da força peso dado por P = m.g e o ângulo entre a direção de aplicação da força peso e o deslocamento α = 0º, pois ambos estão na mesma direção, basta aplicar a definição de trabalho (τ): τ=F.d.cos⁡α Sendo F igual à força peso P=mg, o deslocamento d = h e α = 0º (cos 0º = 1), substituindo na equação 1, teremos: τ=F.d.cos⁡α z=m.g.h.cos 00 τ=m.g.h Assim, a energia que relaciona a posição de um objeto ao solo, Energia Potencial Gravitacional, é calculada por:
EP=m.g.h
Equação 2: Energia Potencial Gravitacional
Em que:
Ep: energia potencial gravitacional; g: aceleração gravitacional; m: massa do corpo.

2. Energia Potencial Elástica

Considere o sistema massa-mola da figura 2, onde temos um corpo de massa m preso a uma mola de constante elástica k. Para deformar a mola devemos realizar um trabalho, pois temos que empurrá-la ou esticá-la. Quando fazemos isso, a mola adquire energia potencial elástica e, quando solta, realiza um movimento voltando para a sua posição inicial, onde não havia deformação.
A energia potencial elástica é a energia relacionada ao trabalho da força elástica
Para obtermos a expressão matemática da energia potencial elástica devemos proceder da mesma forma que fizemos para a energia potencial gravitacional. Então, obteremos a