Energia potencial negativa
Não é de hoje que muitas pessoas possuem dificuldades em entender nomenclaturas e a parte teórica de matérias que necessitam de uma atenção especial. Através de fórmulas e nomes que acabam confundindo a mente das pessoas, professores de física procuram explicar de forma sucinta e concisa maneiras simples de seus alunos entenderem estas matérias que são de extrema importância para o futuro de suas carreiras.
Para auxiliá-los neste processo, falaremos hoje sobre um dos temas que as pessoas mais precisam de ajuda enquanto estudam os processos físicos básicos. Através de tópicos e explicações simples, esperamos que você consiga entender todo o processo sem levantar muitas dúvidas.
O que é a Energia Potencial?
Conhecida por ser uma forma de energia que está ligada a diferentes pontos dentro de um mesmo sistema, a Energia Potencial recebe este nome quando possui suas propriedades armazenadas e a qualquer momento pode manifestar-se, tanto em forma de movimento, quanto em forma de forças conservativa. Com seu sistema de unidade sendo representado em Joule (J – na nomenclatura física), ela possui ramificações que atribuem valores e atividades distintas, ou seja, partem para lados diferentes dentro de um mesmo universo, porém realizando basicamente a mesma função, a movimentação.
Composta em: Energia Potencial Gravitacional, Energia Potencial Elástica e Energia Potencial Elétrica, suas propriedades são alteradas na medida em que cada tipo de força necessita de um sistema diferente para ser acionado. Como em tudo o que existe neste universo, podemos encontrar, dentro de cada uma destas energias, valores positivos e negativos. Quanto falamos de valores negativos da energia potencial negativa, nem sempre estamos querendo dizer que o que deve-se atribuir são números abaixo de zero, pois quando falamos sobre a negatividade da energia potencial, dizemos que ela não possui significados físicos (igual a zero). Aquilo que possui significado físico é a variação de energia Potencial, que independe do referencial escolhido (pode-se atribuir qualquer valor de energia a um ponto).
As Ramificações Negativas – Energia Potencial Negativa:
Assim como o tema do artigo enaltece, explicaremos aqui apenas o funcionamento da energia potencial negativa dentro de cada uma de suas ramificações, por isso atente-se para não perder qualquer explicação a seguir.
• Energia Potencial Elástica
Quando falamos em Energia Potencial Elástica, estamos falando sobre tudo aquilo em que se aplicam valores mecânicos para se gerar energia, ou seja, quando um corpo necessita exercer uma determinada força sob outro corpo para gerar energia. Assim, entre os exemplos mais comuns que podem ser encontrados em livros e apostilas, usamos as molas para explicar todo o processo deste tipo de energia. É evidente que todas elas possuem uma quantidade de energia qualquer quando contraída, pois a partir do momento em que as soltamos, elas liberam toda aquilo que estava te prendendo, voltando a seu estado normal sem qualquer tipo de diferença física.
Como sabemos então, quando realizada uma força qualquer em cima de uma mola, será liberado uma quantidade equivalente de energia para voltar a seu estado normal. Se quiséssemos colocar esta ação que é realizada pela mola dentro de uma equação, seria necessário saber que a força variável do objeto (no caso a mola) depende exatamente da posição de equilíbrio em que ela se encontra (quando está ou não comprimida). Com isso temos:
F (Força) = -k (constante elástica) . x (deformação da mola)
Assim, sabemos que quanto maior for o valor da constante elástica da mola, maior será a força exercida por ela quando estiver esticada ou comprimida. Já o sinal negativo que é encontrado antes de “k”, na equação, indicará que a força sempre terá o sentido oposto ao sentido da deformação da mola.
• Energia Potencial Elétrica
Trabalho realizado pela força que um determinado campo A faz para conseguir trocar energia um com outro B, a Energia Potencial Elétrica é realizada através de energia cinética, ou seja, tipo de energia corpos em movimento possuem, proporcionada à massa e à velocidade da partícula que se move. Se considerarmos que a energia potencial elétrica for nula a uma distância (r) qualquer, temos então que para definir energia potencial elétrica, o nível de referência é o infinito menos (-) à distância referente a interação eletrostática.
Com isso, a partir do ponto onde foi definida a distância entre duas cargas que irão trocar potenciais elétricos entre elas, podemos ter a expressão Ep = (1/4π (Pi) . є (constante dielétrica) ).(q (cargas elétricas – Coloumb) .q (cargas elétricas) / (dividido) r (distância)).
O zero como referência costuma ser adotado para mantê-lo as cargas de teste separadas (tendendo ao infinito) e em repouso. Assim, define-se como o negativo do trabalho, que é exercido pela força eletrostática para trazer de sua posição inicial para outra posição.
• Energia Potencial Gravitacional
Quando um corpo está posicionado em uma determinada altura, ao direcionar-se para o lado oposto de onde se encontra, exerce um valor de força igual a sua massa, multiplicado pela ação da gravidade em que ele está inserido, multiplicado pelo valor em metros desta altura. Traduzindo para fórmulas, teremos:
Ep = m.g.h
Ep = Energia Potencial Gravitacional
m = massa do corpo
g = ação da gravidade
h = altura em metros
Podemos então falar que o corpo, quando encontrado em uma determinada altura, terá a capacidade de gerar energia, pois ao cair, exercerá uma força contrária a que se encontrava antes. Já suas propriedades negativas (energia potencial negativa) se dão quando a massa do corpo exerce uma força contrária à distância calculada, sendo utilizada como um fator negativo em cima da força criada para impulsionar este mesmo corpo para o alto, por exemplo.
