Energia Potencial Elástica

Energia Potencial Elástica

Uma outra forma de energia potencial é a potencial elástica, essa energia está relacionada a objetos que possuem o poder de se deformar quando uma força é aplicada sobre eles. Como exemplos de objetos que se deformam com a presença de uma força é possível citar a mola, uma bola de tênis, elásticos, entre outros.

A energia potencial elástica difere um pouco da energia potencial gravitacional porque ela está relacionada com a deformação do objeto e não com a altura em que ele se encontra, no entanto, a deformação do objeto também o caracterizada, como definido anteriormente, como a posição onde o objeto se encontra.

Observe a seguir.

1. A mola superior encontra-se no seu estado de equilíbrio, ou seja, ela tem um determinado tamanho e ainda não existe uma força atuando sobre ela.

2. Na mola inferior há uma deformação, visto que a mão está aplicando uma força sobre a mola e esta mesma mola está sendo esticada.

3. Quando a mola está esticada, deixa de estar em seu estado de equilíbrio e portanto, existe a realização de trabalho e um armazenamento de energia, chamada de energia potencial elástica.

A força que a mola exerce para manter seu estado de equilíbrio, que é sempre contrária a força que é exercida sobre a mola é dada pela equação de Hooke, isto é:

Onde o sinal negativo representa que a força elástica é sempre em sentido oposto à força que se aplica na mola, k é a constante elástica da mola que caracteriza o quanto uma mola é mole ou dura, ou seja, quanto é mais fácil ou difícil deformá-la (quanto maior o valor de k mais difícil deformar a mola) e x é a deformação que a mola sofre de acordo com a força que é aplicada nela. Para que a unidade de força seja o N (newton) é importante que a deformação esteja em metros e a constante da mola em N/m² (newton por metro quadrado).

Conhecendo a força elástica é possível, então, definir energia potencial elástica, através de uma equação matemática:

onde os elementos que formam a equação são os mesmos da equação de Hooke. Perceba que a energia que existe num objeto que sofre deformação depende tanto da característica do objeto, ou seja, da sua constante elástica, quanto da sua deformação.

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Energia Potencial Gravitacional e Elástica