Energia potencial elástica: o que é, fórmulas e exemplos

A energia potencial elástica é uma grandeza física escalar. Em resumo, ela é uma ação causada por materiais elásticos ou flexíveis sobre outros corpos.

A energia potencial elástica é uma grandeza física escalar. Em resumo, ela é uma ação causada por materiais elásticos ou flexíveis sobre outros corpos.

Alguns exemplos de materiais elásticos ou flexíveis são: as molas, os elásticos e as borrachas.

Sendo que a energia potencial elástica é diretamente proporcional à constante elástica e à deformação sofrida pelos objetos elásticos.

Portanto, à medida que elas aumentam, a energia potencial elástica também aumenta. Enfim, o cálculo da energia potencial elástica é relaciona a sua constante elástica (k) com a deformação sofrida pelo corpo (x).

Cálculo da energia potencial elastica

A fórmula de calculo da energia potencial elástica de um corpo relaciona a sua constante elástica (k) com a deformação sofrida pelo corpo (x). Sendo assim, a fórmula é:

Sendo que, na fórmula temos que:

  • Ep é a energia potencial elástica (J – Joules)

  • k é a constante elástica (N/m)

  • x é a deformação do objeto (m)

Em resumo, Ep é a medida da quantidade de energia que é armazenada por um corpo elástico que estiver sob o efeito de uma força que o deforma. Desse modo, essa energia é medida em Joules (J).

Por outro lado, k é uma propriedade de cada material. Os materiais com constante elástica alta costumam ser mais duros. Isso porque, eles precisam receber uma grande intensidade de força para sofrer alguma deformação.

Já os materiais com baixas constantes elásticas, podem sofrer deformação de forma mais fácil. Sendo que a constante elástica é expressa em Newton por metro (N/m).

Por fim, x é a medida da deformação sofrida pelo corpo. Por exemplo, se uma mola inicialmente tinha um tamanho de 20 cm e é esticada até 25 cm, então a sua deformação será de 5 cm.

Enfim, a unidade de medida da deformação x. Contudo, deve sempre ser o metro (m). Desse modo, caso fossemos fazer um cálculo com a deformação de 5 cm, teríamos que usar o valor de 0,05 m.

Além disso, se o corpo tiver o seu comprimento aumentado, x terá sinal positivo. Mas caso o seu comprimento seja diminuído, o sinal de x deverá ser negativo.

Aplicações no dia a dia

A energia potencial elástica tem aplicação, sobretudo, na sua transformação em outras formas de energia ou armazenamento da energia cinética. Sendo assim, alguns exemplos disso no dia a dia são:

1- Carros

Os para-choques dos carros são criados para que ocorre uma deformação, caso eles sofram um impacto. Com isso, elas armazenam energia cinética e as converte em energia potencial elástica.

2- Calçados

Alguns tênis têm molas que reduzem o impacto sofrido pelo movimento. Desse modo, a energia cinética está virando energia potencial elástica.

3- Cama elástica

Por fim, na cama elástica, ocorre a deformação das molas e do material elástico, provocando uma energia potencial elástica. Depois ocorre a sua conversão em energia cinética e energia potencial gravitacional.

Transformação

A energia potencial elástica segue o princípio de conservação da energia. Sendo assim, a energia é sempre conservada, não podendo ser criada nem destruída.

É por isso, que ela pode ser convertida em outras formas de energia como, por exemplo, a energia cinética e / ou energia potencial gravitacional.

Vantagens e desvantagens desse tipo de energia

Esse tipo de energia têm prós e contras. Por exemplo:

  • A vantagem desse tipo de energia é a redução do impacto causado pelo movimento.

  • Por outro lado, o contra é que ela faz conversão de energia de forma lenta. Isso se comparado à energia potencial gravitacional.

Diferenças entre energia potencial elástica e gravitacional

Os dois tipos são formas de energia potencial relacionadas a diferentes aspectos. Sendo assim, temos que:

  • A energia potencial elástica se relaciona com a ação das molas e dos objetos elásticos sobre os corpos.

  • Já a energia potencial gravitacional está associada à variação de altura dos corpos que estão em uma região com campo gravitacional.

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