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Energia potencial elástica

Na posição (-x) a mola se encontra comprimida, já na posição (x = 0) a mola se encontra em equilíbrio
Na posição (-x) a mola se encontra comprimida, já na posição (x = 0) a mola se encontra em equilíbrio

Em algum momento você já deve ter se deparado com a seguinte citação: “na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. Podemos dizer o mesmo sobre a energia, pois sabemos que a energia não pode ser destruída, mas pode ser transformada ou transferida de um corpo para outro.

De acordo com esse enunciado, podemos definir energia potencial. Sendo assim, em Física dizemos que energia potencial de um corpo ou de um objeto nada mais é do que a capacidade de realizar trabalho, tomando como base sua posição em relação a outros corpos com os quais ele faz interação. Sendo assim, podemos dizer que a energia potencial depende apenas da posição no espaço onde ela se encontra e das forças que sobre ela atuam.

Energia potencial elástica

Alguma vez você já manuseou uma mola? Pode ter sido o espiral do caderno ou até mesmo uma mola conhecida como “mola maluca”. Em ambos os casos, podemos dizer que a mola armazena energia potencial elástica. Percebemos isso quando a mola é contraída e, em seguida, solta. Nesse exemplo veremos que a mola volta ao seu estado normal, ou seja, ela tende sempre a voltar à sua forma original. Uma mola quando pressionada pode realizar trabalho sobre um objeto aplicando uma força sobre ele.

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Assim como em diversas situações da Física, podemos encontrar uma equação matemática que representa a energia potencial elástica. No caso de uma mola, podemos ver que a força que atua é uma força variável e depende exatamente da posição de equilíbrio.

É importante salientar que uma mola se encontra em equilíbrio quando ela não está esticada ou comprimida, ou seja, quanto está na sua posição natural. Se fizermos uma simples experiência usando um dinamômetro veremos que a mola exerce uma força proporcional à sua deformação x e que essa força pode ser calculada através da seguinte equação:

F=-k.x

Na equação acima, k é a constante elástica da mola. Pela equação podemos dizer que quanto maior for o valor da constante elástica da mola, maior será a força exercida pela mola quando esticada ou comprimida. Já o sinal negativo na equação indica que sempre a força terá o sentido oposto ao sentido da deformação da mola.

A equação matemática que nos permite determinar o valor da energia potencial elástica é dada por:

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