Energia potencial

O que é energia potencial?

Energia potencial é um tipo de  energia mecânica que está associada à relação entre um corpo e um campo ou sistema de forças externas (se o objeto estiver localizado no campo) ou internas (se o campo estiver dentro do objeto). É energia em potência , ou seja,  pode ser imediatamente transformada em outras formas de energia , como a cinética, por exemplo.

A energia potencial de um sistema, seja qual for sua origem,  representa a energia “armazenada”  nele dada sua configuração ou posição e, portanto, para medi-la, deve-se levar em conta 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 físicos dissipativos (que tendem a perder). 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 a originam, como gravitacional, elástica, química, entre outras.

Veja também: Energia solar

Energia potencial gravitacional

A 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, massas dos planetas e do Sol ).

Por exemplo, um vagão de montanha-russa tem uma energia potencial máxima em sua posição mais alta devido a estar imerso no campo gravitacional da Terra . Assim que o vagão é largado, perdendo altura, a energia potencial é transformada em energia cinética.

Energia potencial elástica

A energia potencial elástica  tem a ver com a propriedade de elasticidade do material , que é a tendência de recuperar sua forma original após ser submetido a forças deformantes maiores que sua resistência. Um exemplo claro de energia elástica é o de uma mola que se estica ou se contrai como resultado de uma força externa e retorna à sua posição original quando essa força não é mais aplicada.

Outro exemplo é o sistema de arco e flecha, em que a energia potencial elástica atinge seu valor máximo conforme o arco é puxado conforme a fibra elástica é puxada, dobrando levemente a madeira, mas ainda em velocidade zero. No próximo instante, a energia potencial torna-se cinética e a flecha é lançada em velocidade total para a frente.

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 (por meio 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  também se aplica o conceito de energia potencial, que pode ser convertida em outras formas de energia, como cinética, térmica ou luminosa , dada a enorme versatilidade do eletromagnetismo .

Nesse caso, a energia resulta do campo de forças elétricas produzidas pelas partículas carregadas.