O que é uma equação de energia potencial?
Várias equações usadas na ciência vêm de uma equação de energia potencial. Uma equação geral de energia potencial significa que o trabalho realizado em um sistema é igual à energia potencial perdida. Energia potencial é qualquer energia armazenada em um sistema que é perdida quando o trabalho é concluído. Ele vem de muitas formas comuns, como energia potencial gravitacional perdida quando algo cai em direção à Terra. Em todas as formas, uma equação de energia potencial mostrará de onde veio a energia para executar o trabalho.
As molas armazenam energia na forma de energia potencial elástica que é liberada quando a mola é permitida para relaxar. O alongamento permite que a energia seja armazenada, e a energia potencial de uma mola é igual à quantidade de trabalho que a mola pode realizar quando relaxa. Muitos outros objetos armazenam energia na forma de energia potencial elástica, incluindo elásticos e cordas de violão. Ambos são esticados com mais força para causar uma vibração mais rápida, o que equivale a mais trabalho por causa de uma energia potencial mais elástica.
A gravidade pode armazenar energia porque toda a massa é levemente atraída por outra massa. A equação de energia potencial para a gravidade ocorre de várias formas. A gravidade da Terra armazena energia potencial e funciona quando objetos são levantados e podem atrair de volta para a Terra. Quando o carrinho sobe uma colina, sua energia está sendo armazenada. Quando o carrinho sobe a colina, toda a energia potencial armazenada é liberada, fazendo com que o carrinho se mova mais rápido ou funcione. Outras equações de energia potencial para a gravidade envolvem órbitas espaciais, movimento galáctico e buracos negros.
A mudança de temperatura representa trabalho, e uma equação de energia potencial para produtos químicos geralmente mede uma mudança de temperatura. Os produtos químicos armazenam energia na forma de ligações. Essas ligações podem quebrar e mudar de posição para liberar energia potencial e aumentar a temperatura. Medir essa alteração mostra quanta energia potencial uma reação química possui. A queima da gasolina mostra como um líquido armazena energia potencial e a libera para produzir calor extremo.
A energia nuclear, como a fissão, é um exemplo de energia potencial nuclear. A energia é igual ao trabalho realizado durante um certo período de tempo e a energia nuclear pode ser calculada a partir de uma equação de energia potencial nuclear. Essa energia é armazenada nas conexões muito estreitas entre as partes que compõem os átomos. Durante a fissão nuclear, os átomos absorvem partes extras e se tornam instáveis. Quando os átomos se decompõem em átomos mais estáveis, eles liberam energia armazenada nas conexões estreitas que se quebram.