A energia potencial gravitacional está relacionada à posição de um corpo no campo gravitacional. Em geral, quando movemos o corpo, alteramos sua energia potencial.
Para elevar um corpo em equilíbrio do solo até uma altura , devemos aplicar uma força que prealizará um trabalho (positivo) de mesmo módulo que o trabalho realizado pela força peso do corpo (negativo).
Figura 4.2: Um corpo sendo suspenso em equilíbrio.
O trabalho realizado pela força externa , é armazenado no sistema corpo-Terra na forma de energia potencial gravitacional , e vale:
se definirmos o valor zero ( 
) no chão, onde 
.
Já para o sistema massa-mola, temos uma força externa sendo aplicada no sistema fazendo com que a mola sofra uma deformação, sendo essa força
o trabalho externo necessário para esticar a mola uma quantidade será
e chamamos essa energia, agora armazenada na mola, de energia potencial elástica.
Figura 4.3: Uma mola esticada, em equilíbrio.
Quando sobre um corpo em movimento atua apenas seu peso, ou força elástica exercida por uma mola, a energia mecânica desse corpo se conserva. Por este motivo, as forças citadas são denominadas forças conservativas. Exemplo: ao dar corda em um relógio, você está armazenando energia potencial elástica numa mola, e essa energia estará disponível para fazer com que o relógio trabalhe durante um certo tempo. Isso só é possível porque a energia elástica foi armazenada (conservada).
Por outro lado, se existissem forças de atrito atuando durante o deslocamento do corpo, sua energia mecânica não se conserva, por que parte dela (ou até ela toda) se dissipa sob forma de calor. Por isso dizemos que as forças de atrito são forças dissipativas. Exemplo: se você arrastar um caixote pelo chão horizontal, durante um longo percurso, verá que todo o trabalho realizado foi perdido, pois nenhuma parte dessa energia gasta foi armazenada, ou está disponível no caixote.
Um sistema mecânico no qual só atuam forças conservativas é dito sistema conservativo, pois a sua energia mecânica () se conserva, isto é, mantém-se com o mesmo valor em qualquer momento ou posição, podendo alternar-se nas suas formas cinética e potencial (gravitacional ou elástica):
A energia está constantemente se transformando, mas não pode ser criada nem destruída.
Em uma usina hidrelétrica, a energia mecânica da queda d'água é transformada em energia elétrica.
Em uma locomotiva a vapor, a energia térmica é transformada em energia mecânica para movimentar o trem.
Em uma usina nuclear, a energia proveniente da fissão dos núcleos atômicos se transforma em energia elétrica.
Em um coletor solar, a energia das radiações provenientes do sol se transforma em energia térmica para o aquecimento de água.
Um corpo cai sobre uma plataforma apoiada numa mola e volta a subir. Ele pode atingir, na volta, altura maior do que aquela de que foi abandonado? Por quê?
Indique algumas fontes de energia e explique a forma de aproveitá-las para a realização de trabalho mecânico.
Quando se ergue um objeto a uma certa altura, como se realiza menor trabalho: suspendendo-o diretamente por uma corda, na vertical, ou transportando-o através de um plano inclinado (sem atrito) até a altura desejada? Por quê?
Compare a energia necessária para elevar de uma massa na Terra e a energia necessária para elevar de a mesma massa na Lua. Explique a diferença.
Fonte: www.mundofisico.joinville.udesc.br
A palavra energia faz parte do nosso cotidiano. Ouvimos falar muito sobre produção e consumo de energia; as metas de desenvolvimento de uma nação quase sempre estão relacionadas com sua capacidade de produção e de consumo de energia.
Falamos muito de energia nuclear, energia solar, energia dos alimentos, energia elétrica e tantas outras formas de energia.
A energia relaciona-se diretamente com o trabalho. Se um sistema físico possui energia, ele é capaz de realizar trabalho.
Energia e trabalho têm a mesma unidade de medida no Sistema Internacional
de Unidades de Medidas, o joule ( J ).
Vamos estudar agora, uma das diversas formas de energia, a ENERGIA MECÂNICA.
A energia mecânica é aquela energia devida a corpos em movimento ( energia cinética ) e / ou armazenada em sistemas físicos ( energia potencial ).
Para que um corpo esteja em movimento em relação a um dado referencial é preciso que haja uma forma de energia denominada energia cinética. Sua intensidade é proporcional a massa do corpo e a sua velocidade desenvolvida.
" O trabalho de uma força resultante é medido pela variação da energia cinética ".
A energia potencial é a energia armazenada num sistema físico e pode ser transformada em energia cinética. Na Mecânica são consideradas duas formas de energia: a potencial gravitacional ( Epg ) e a potencial elástica ( Epe ).
É a energia que corresponde ao trabalho que a força peso realiza em um deslocamento de um nível considerado até outro nível de referência.
É a energia que corresponde ao trabalho realizado pela força elástica ao longo de uma deformação de uma mola.
Na ausência de forças dissipativas ( atrito e resistência do ar ), a energia mecânica é conservada ( permanece constante ), havendo apenas transformação em suas formas cinética e potencial. Um sistema físico nestas condições é dito sistema conservativo.
Fonte: www.fisicafacil.pro.br
