A energia potencial gravitacional é uma grandeza medida em joules, e também responsável por medir a quantidade de energia de um corpo que se encontra em uma determinada altura.
O estudo sobre o assunto remonta ao tempo de Galileu Galilei, só que foi Isaac Newton quem propôs certas teorias. A mais famosa delas foi a da Lei da Gravitação Universal.
Todavia, a energia potencial gravitacional se relaciona com a força gravitacional, responsável pela atração dos corpos ao campo gravitacional do planeta Terra. É essa mesma força que atrai a Lua e que mantém a atmosfera em volta do planeta.
Contexto Histórico
Foi Galileu Galilei (1564-1642) o pioneiro no estudo do motivo da queda livre de objetos. Em seus experimentos ele concluiu que os corpos caíam em aceleração constante.
Mais tarde, o físico Isaac Newton (1642-1727) publicou suas teorias sobre o assunto. Ele mostrou que tanto a Terra quanto os corpos que a habitam possuem campo gravitacional, só que o do planeta prevalece.
Isso quer dizer que esses corpos são atraído pelo planeta, assim como este é atraído por eles. Ocorre que a Terra é tão grande que a atração de objetos menores é insignificante para ela.
Newton publicou a chamada Lei da Gravitação Universal. Ele concluiu que a força gravitacional entre dois pontos materiais possui intensidade diretamente proporcional ao produto de suas massas. E também inversamente proporcional ao quadrado da distância que os afasta.
A fórmula da energia potencial gravitacional
A energia potencial gravitacional pode ser representada pelo símbolo: Epg. É possível calculá-la analisando o trabalho que o peso de um corpo influencia sobre o mesmo. Esse trabalho da força peso (Tp) é encontrado assim:
Tp = m . g . h e Tp = Epg. Dessa forma, Epg = m . g . h.
É importante explicar que “m” é o valor da massa do corpo. A unidade de medida da massa, usando o sistema internacional (SI), é kg. Já o “g” é o valor da aceleração da gravidade local, só que sua unidade de medida no SI é m/s2.
Por fim, o “h” é o valor da distância do corpo tomando um nível de referência, e sua unidade no SI é m. Aplicando essas unidades descobrimos que a Epg é dada pela unidade kg.m/s2.m. A denominação dessa unidade é joule, conquanto usamos o “J” para representá-la.
A energia potencial gravitacional será maior, quanto maior for a massa de um corpo e a sua altura. A energia mecânica, portanto, é a aplicação da energia potencial gravitacional com a energia cinética, assim como com a energia potencial elástica.
Energia potencial elástica
Energia potencial elástica é uma forma de energia que pode ser armazenada e transformada em outras formas de energia. Por sua vez, essa grandeza se origina a partir da deformação de corpos que tendem a voltar ao seu estado inicial.
Assim, a energia potencial elástica depende de uma característica, conhecida como a constante elástica, assim como da deformação sofrida pelo corpo. A fórmula para o cálculo da energia potencial elástica é a seguinte:
Ep = kx²/2
Onde,
k = constante elástica (N/m)
x = deformação do corpo (m)
A energia potencial gravitacional pode ser transformada
Primeiramente, necessário lembrar o princípio geral da conservação de energia, posto que por ele descobrimos que a energia não se destrói ou se cria. Mas a energia sempre se apresenta em transformação contínua, uma vez que se está em diferentes formas.
Nesse sentido, podemos exemplificar com a análise de uma usina hidrelétrica. Nela a energia potencial gravitacional da água da represa se transforma em energia cinética pelo giro das turbinas da usina. Quando a turbina gira pela força da água nas pás, há a conversão em energia elétrica.
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Fonte: Info Escola, Khan Academy, Wikipédia, Toda Matéria, Mundo Educação, Educação, Brasil Escola, Alunos Online.
