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Energia

Energia potencial

Energia potencial

Energia potencial é a energia que um objeto possui devido à sua posição em um campo de força ou à configuração de suas partes. Seu valor é uma grandeza escalar cuja unidade de medida do Sistema Internacional de Unidades é o joule (J).

Este termo foi introduzido pelo engenheiro e físico escocês do século 19, William Rankine. No entanto, está relacionado ao conceito de potencialidade do filósofo grego Aristóteles.

Neste artigo definiremos este conceito em profundidade, explicaremos os diferentes tipos que existem e proporemos alguns exemplos observáveis ​​​​na vida cotidiana e na ciência.

Definição de energia potencial

Energia potencial refere-se à energia armazenada em um objeto devido à sua posição relativa, configuração ou estado.

Em outras palavras, é uma forma de energia que um objeto possui devido à sua posição em um campo de força ou à sua capacidade de realizar trabalho no futuro. Existem dois tipos principais de energia potencial: energia potencial gravitacional e energia potencial elástica.

Tipos de energia potencial

Energia potencialA energia pode vir em diferentes formas. Embora gravitacional seja o mais conhecido, existem muitos outros tipos que apresentamos a seguir:

  1. Energia potencial gravitacional: está diretamente relacionada à força da gravidade, portanto, está envolvida em fenômenos tão comuns como o movimento de objetos na Terra. Por exemplo, é essencial na geração de energia elétrica em usinas hidrelétricas.

  2. Energia potencial química: Está envolvida em reações químicas que liberam ou absorvem energia. Por exemplo, é a base energética dos combustíveis fósseis, da fotossíntese e de uma variedade de processos químicos.

  3. Energia potencial nuclear : É crucial em aplicações de geração de energia elétrica em grande escala, como em reatores nucleares, e na compreensão da física nuclear e da energia no universo. A fusão nuclear e as reações de fissão permitem que essa energia seja convertida em energia térmica.

  4. Energia potencial elástica: É relevante em aplicações mecânicas, como suspensão de veículos e funcionamento de molas e amortecedores. Embora seu impacto seja significativo, é mais específico em comparação com a energia potencial gravitacional e química.

  5. Energia potencial elétrica : É crucial em aplicações eletrônicas e na geração de eletricidade. Embora vital nestas áreas, a sua relevância pode ser menos evidente na vida quotidiana em comparação com outros tipos de energia potencial.

  6. Energia potencial magnética: É relevante em domínios como a electrónica e a produção de electricidade, mas o seu impacto global na vida quotidiana pode ser menos óbvio do que outros tipos de energia potencial.

  7. Energia potencial térmica: Este tipo refere-se à energia armazenada na temperatura de um sistema. Quanto mais quente for um objeto ou substância, maior será sua energia térmica potencial. Essa energia pode ser convertida em trabalho útil, como no caso de motores térmicos, como motores de combustão interna e turbinas a vapor utilizadas em usinas nucleares.

  8. Energia potencial de poço quântico: No campo da física quântica, existe um conceito de energia potencial associada a partículas subatômicas confinadas em estruturas microscópicas chamadas “poços quânticos”. Esses poços quânticos são usados ​​em dispositivos eletrônicos, como diodos emissores de luz (LEDs) e lasers, onde a energia potencial é convertida em luz coerente.

  9. Energia potencial da mola de torção: Em sistemas mecânicos que envolvem molas de torção (molas que torcem em vez de esticar ou comprimir), esse tipo de energia é armazenada e liberada quando a mola de torção relaxa e retorna à sua posição de equilíbrio.

Exemplos de energia potencial

Energia potencialA energia potencial está presente em vários aspectos da nossa vida diária e da ciência. Aqui estão alguns exemplos de situações em que este tipo de energia se manifesta:

  • Salto de paraquedas: Quando um paraquedista sobe em um avião, ele acumula energia potencial gravitacional. Ao saltar, essa energia é convertida em energia cinética, permitindo uma aterrissagem segura.
  • Hidrelétrica: As usinas hidrelétricas armazenam água em reservatórios elevados. A energia potencial gravitacional da água é convertida em energia elétrica quando a água flui colina abaixo, girando turbinas.
  • Molas e elásticos: Ao esticar uma mola ou elástico, você acumula energia potencial elástica. Quando você solta, essa energia é liberada, fazendo com que a mola ou elástico retorne ao seu formato original.
  • Bombas atómicas – Estes tipos de armas nucleares aproveitam a energia potencial nuclear libertada numa reacção de fissão nuclear para criar um efeito altamente destrutivo.
  • Carga elétrica em baterias: As baterias armazenam energia potencial elétrica. Quando conectado a um dispositivo, essa energia é convertida em energia elétrica utilizável.
  • Reações químicas na culinária: Quando cozinhamos, a energia potencial química dos alimentos é liberada por meio de reações químicas, gerando calor e permitindo que os alimentos cozinhem.
  • Foguetes espaciais: Antes da decolagem, os foguetes armazenam uma grande quantidade de combustível. Durante a decolagem, a energia potencial química do combustível é convertida em energia cinética que impulsiona o foguete para o espaço, que por sua vez é convertida em energia potencial gravitacional.
  • Brinquedos de mola: brinquedos saltitantes, como brinquedos de corda ou bonecos, usam energia potencial elástica armazenada em uma mola para realizar movimentos divertidos.
  • Balançando um pêndulo: Um pêndulo oscila devido à conversão entre a energia potencial gravitacional e cinética. Quando o pêndulo é levantado, ele acumula energia potencial que é então convertida em movimento quando é liberado.
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Data de Publicação: 1 de setembro de 2017
Última Revisão: 20 de outubro de 2023