4b Energia Potencial E Conservacao Da Energia

Energia Potencial e
Conservação da
Energia

Prof. Hebert Monteiro

Introdução
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Imagine que você precisa realizar o trabalho de erguer uma pedra pesada acima de sua cabeça. Parece razoável pensar que elevando essa pedra ao ar você está armazenando energia no sistema, energia que será mais tarde convertida em energia cinética quando a pedra cair.
Esse exemplo aponta para a idéia que deve existir uma energia associada a posição dos corpos em um sistema.
Esse tipo de energia fornece o potencial ou a possibilidade de realização de um trabalho sobre a pedra, que só será realizado quando a pedra for libertada. 

Por esse motivo a energia associada com a posição do objeto no sistema é chamada de ENERGIA POTENCIAL.

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A discussão sobre o assunto sugere que exista uma energia associada ao peso do objeto e com sua altura acima do solo. Chamamos essa energia de
ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL.

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Definindo equações
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Considere um corpo de massa m que se move ao longo do eixo Y. As forças que atuam sobre ele são seu peso (ou força gravitacional) e possivelmente outras forças como a resistência do ar por exemplo que chamaremos de Foutra.

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

Como podemos ver na figura anterior, o corpo realiza uma queda de uma altura Y1 acima da origem até uma altura menor Y2 (mais próxima do solo).
O peso e o deslocamento possuem o mesmo sentido, ou seja, o trabalho que nesse caso é chamado de Wgrav realizado sobre o corpo é positivo de modo que:

Wgrav = F.d = (m . g) . d →
Wgrav = (m . g) . (y1 – y2) →
Wgrav = mgy1 – mgy2

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

A equação anterior nos mostra que o Wgrav varia de acordo com a posição do objeto na queda. Essa grandeza, ou seja, o produto entre o peso (m.g) e a altura y, denomina-se energia potencial gravitacional. Ugrav = m.g.y
Ugrav1 = m.g.y1

Ugrav2 = m.g.y2

Seu valor inicial

Seu valor final

Se:
Wgrav = Ugrav,1 – Ugrav,2 → - (Ugrav,2 – Ugrav,1) = - ΔUgrav
Wgrav = - ΔUgrav

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Conservação da Energia Mecânica (somente forças gravitacionais)
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Imaginem