Professor

1ª Aula do Cap. 08
Energia Potencial e Conservação de Energia
Conteúdo:
•Energia Potencial “U” gravitacional e
Energia Potencial elástica.
•Força gravitacional e Força elástica.
•Conservação da Energia Mecânica.
•Forças conservativas e dissipativas.
•Energia Quantizada.
•Generalização da lei de conservação de energia
Referência:
Halliday, David; Resnick, Robert & Walker, Jearl. Fundamentos de Física, Vol 1. Cap. 08 da 7a. ed. Rio de Janeiro: LTC,2006.

Energia Potencial
Para descrever os movimentos, baseando-nos em conceitos de energia, precisamos definir mais um tipo de…
…grandeza escalar associada a um estado de um ou mais corpos.
A energia potencial U é a energia que pode ser associada com a configuração (ou arranjo) de um sistema de objetos, que exercem forças um sobre os outros. Se a configuração muda, a energia potencial também pode mudar.

Relação entre energia potencial e trabalho:

ΔU = −W

Energia potencial: Definição
Variação de energia potencial (movimento unidimensional) x ΔU = −W = − ∫ F ( x)dx

x0 define uma configuração de referência x0 e x uma configuração geral

Energia potencial para uma dada configuração

x:

x

U ( x) = U ( x0 ) + ΔU = U ( x0 ) − ∫ F ( x)dx x0 Do ponto de vista físico, apenas as variações de energia potencial são relevantes. Pode-se sempre atribuir o valor zero à configuração de referência: U ( x0 ) = 0

Energia potencial gavitacional
Força peso (sistema isolado: bola-Terra)

ΔU = −W

y

U( y) = U( y 0 ) − ∫ F( y)dy

y
Peso = - mg

y0

y

ou

U ( y ) = 0 − ∫ (− mg )dy

U(y) dy 0

U ( y ) = mgy

U(y0) = 0

y > 0 ΔU > 0

Energia potencial gavitacional
Força peso (sistema isolado: bola-Terra)

y
U

K

Peso = - m|g|

Quando sobe U aumenta e K diminui

U(y)

vy = 0 dy U ( y ) = mgy
ΔK = − ΔU

U(y0) = 0

ΔK + ΔU = 0

v0y ≠ 0

Força peso (sistema isolado: bola-Terra)
U(y) K(v) EM y U ( y ) = 0 − ∫ (− mg )dy
0