Energia potencial
Energia potencial é a forma de energia que está associada a um sistema onde ocorre interação entre diferentes corpos e está relacionada com a posição que o determinado corpo ocupa. Sua unidade no Sistema Internacional de Unidades (SI), assim como o trabalho, é joule (J).[carece de fontes?]
A energia potencial está profundamente conectada ao conceito de força. Se o trabalho feito por uma força em um corpo que se move entre pontos A e B não depende do caminho percorrido entre esses pontos, isto é, se o trabalho é feito por uma força conservativa; então é possível definir uma função escalar U ( r → ) {\displaystyle U({\vec {r}})} , de modo que seu gradiente - com o sinal trocado - seja a força F → {\displaystyle {\vec {F}}} aplicada durante o percurso. Em termos matemáticos: Aplicando essa definição à definição de trabalho feito em uma trajetória C entre pontos A e B obtém-se: Isso implica que o trabalho feito por uma força conservativa é a diferença entre o valor inicial e o valor final da energia potencial.
Energia potencial gravitacional
A energia potencial gravitacional está associada ao estado de separação entre dois objetos que se interagem por meio de um campo gravitacional, onde ocorre a atração mútua ocasionada pela força gravitacional. Então, quando elevamos um corpo de massa m a uma altura h, estamos transferindo energia para o corpo na forma de trabalho. Quando um objeto realiza o movimento de aproximação de outro corpo, ocorre a transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética, e o valor da variação da energia potencial gravitacional, ΔU, é definida como o negativo do trabalho, W, realizado pela força gravitacional sobre esse corpo, portanto: Outra maneira de determinar a variação da energia potencial é calculando o trabalho da força peso sobre um determinado objeto, e sendo que a força peso é dada por:
Energia potencial elástica
A energia potencial elástica é a energia mecânica relacionada à deformação de uma mola ou de um elástico, e que posteriormente pode ser usada para gerar movimento de um corpo. Agora, considere uma mola de constante elástica k que obedeça a Lei de Hooke (uma lei física usada para calcular a deformação causada por uma força aplicada sobre um corpo), ou seja, a força F que ela aplica sobre um objeto quando está com a deformação Δx é: O valor da energia potencial E armazenada na mola nessas condições será igual ao trabalho realizado para efetuar essa determinada deformação na mola, sendo igual à:
Energia potencial elétrica
A energia potencial elétrica pode ser comparada com a energia potencial gravitacional, porém, ao invés de ser a força gravitacional a relacionada com a energia potencial gravitacional, nesse caso, é a força elétrica que está envolvida com a energia potencial elétrica. A energia potencial elétrica está relacionada com a interação por meio de um campo elétrico entre as partículas, sendo que se as cargas elétricas das partículas envolvidas forem diferentes a força será de atração, e para cargas iguais será de repulsão. A força elétrica Fe entre duas partículas tem seu módulo igual à: F e = k Q q d 2 {\displaystyle F_{e}={\frac {kQq}{d^{2}}}} , sendo k a constante elétrica no meio, Q e q as cargas das partículas e d a distância entre elas, e sua direção é radial, sendo centrípeta para cargas de sinais contrários e centrífuga para cargas com mesmo sinal.
Energia nuclear
A energia potencial nuclear é um tipo de energia gerada pelo trabalho realizado pela força nuclear, sendo elas a força fraca, que está envolvida com o decaimento beta, e a força forte, que mantém os prótons e nêutrons unidos no núcleo atômico , e esse trabalho ocorre principalmente com os processos de fissão nuclear. O decaimento beta é, basicamente, quando um nêutron se transforma em um próton, elétron e um neutrino, que seria a energia liberada nesse processo, e essa energia armazenada no nêutron é a chamada energia nuclear, usada em bombas nucleares e também na produção de energia.
