Neste artigo, veremos a diferença entre a energia potencial e a diferença de potencial.
A energia potencial é a energia armazenada no sistema, enquanto a diferença de potencial é a diferença entre o potencial em dois pontos.
Energia potencial | Diferença potencial |
Energia potencial é a energia adquirida e armazenada pelo corpo. | Uma diferença de potencial é uma diferença entre a energia potencial do corpo em dois pontos diferentes. |
A energia potencial elétrica é a energia necessária para fazer o trabalho por unidade de carga para trazer uma partícula carregada do infinito até um ponto. | O potencial elétrico é a diferença entre a energia potencial elétrica no deslocamento de uma carga de 1C do infinito para a fonte. |
A vida do energia potencial gravitacional é a energia necessária para deslocar a unidade de massa de um ponto para outro. | A diferença de potencial gravitacional é o trabalho realizado para mover a unidade de massa |
A energia potencial aumenta ao elevar o objeto à altura. | É uma diferença entre o energias potenciais do objeto em duas alturas diferentes. |
É a energia adquirida pelo material elástico ao comprimir ou esticar o material. | É a diferença entre a energia potencial armazenada pelo material em dois comprimentos diferentes de compressão ou alongamento. |
A energia potencial elétrica depende da magnitude de duas partículas carregadas. | É uma diferença no potencial de uma única partícula em dois pontos diferentes. |
É medido em Joules | É medido em Volts ou Joule / Coulomb |
As partículas na natureza sempre tendem a ocupar o menor estado de energia potencial. | A diferença potencial pode ser mais ou menos dependendo do trabalho realizado. |
A vida do energia potencial é negativa caso a força seja atrativa. | A diferença de potencial é sempre positiva. |
Alguns fatos sobre energia potencial e potencial
- A vida do energia adquirida pelo sistema devido ao potencial variável entre as duas posições no sistema é a energia potencial.
- O objeto a uma certa altura acima do solo, tendo seu próprio energia potencial diminui com a distância medida que se aproxima do solo.
- A vida do gravitacional energia potencial da Terra tende a puxar os objetos em direção ao centro de gravidade da Terra, diminuindo a energia potencial do objeto convertendo em energia cinética enquanto se aproxima do solo.
- Em um átomo, uma região com o menor potencial existe perto do núcleo, e os elétrons em um átomo tendem a estar próximos do núcleo, atingindo a energia potencial baixa.
- Uma vez que o elétron construiu energia potencial suficiente, ele se torna instável e salta para um nível de energia mais alto, liberando sua energia cai de volta para o nível de energia inferior do átomo.
- A energia potencial está disponível em 5 categorias principais diferentes; gravitacional, elétrica, nuclear, elástica e química.
- As cargas elétricas se movem do nível de potencial mais alto para o nível de potencial mais baixo depois de transmitir sua energia para um estado de energia mais alto na excitação.
- No caso dos capacitores, a diferença de potencial é gerada devido à separação das placas portadoras de carga opostas, devido à separação das placas a energia potencial é armazenada dentro do capacitor para fazer o trabalho.
- A energia potencial no condutor do circuito fechado é sempre zero.
- Em materiais elásticos, a energia potencial pode ser armazenada por alongamento ou compressão.
Vamos avaliar a energia potencial e a relação de diferença de potencial de algumas forças fundamentais na natureza: -
Energia potencial gravitacional e diferença de potencial
O potencial energia é a energia necessária para deslocar o massa unitária de um ponto a outro. A vida do energia potencial associada ao objeto devido à gravidade é dado pela relação
U = mgh
Uma vez que, o peso do objeto devido à gravidade na terra torna-se o produto da massa do objeto e sua aceleração devido à gravidade que é constante, a única variável é a altura. Conseqüentemente, a energia potencial do objeto varia principalmente dependendo da ascensão e queda do objeto acima do solo. À medida que o objeto se opõe à atração gravitacional da Terra, aumentando a distância de separação entre o solo e o objeto, ele começa a ganhar seu próprio potencial.
A diferença de potencial gravitacional é o trabalho realizado para mover a unidade de massa e é dado por
ΔU=Trabalho/m
Vimos acima que a única quantidade variável é a altura do objeto acima do solo
ΔU=mg/Δh
Onde Δh é a mudança na altura
ΔU é a diferença de potencial
Uma vez que a força gravitacional entre os dois objetos com massa M e m separados pela distância 'r' é dada por
F=G*(Mm)/r2
O trabalho feito nos objetos devido à gravidade
Trabalho=∫F.dr
Trabalho =-GMm/r2
Uma vez que a diferença de potencial é o trabalho realizado por unidade de massa
Leia mais sobre energia potencial gravitacional.
Energia Elétrica Potencial e Diferença de Potencial
Potencial elétrico energia é a energia necessária para trazer a partícula carregada do infinito até o ponto de consideração. Isso é igual ao trabalho realizado sobre a partícula para trazer a carga unitária.
Considere dois pontos de carga de carga q1 e q2 separados por uma distância 'r' entre eles.
A força agindo entre as duas cargas q1 e q2 é igual a
O trabalho é feito para trazer a carga q1 no ponto 's' a uma distância r2. Trabalho é a força necessária para deslocar a carga q1 a uma distância r2.
Trabalho = Força * deslocamento
Portanto, o trabalho feito na partícula para deslocá-la de r1 para r2 is
O trabalho realizado é igual à energia potencial da carga.
A diferença entre a energia potencial entre os dois pontos é a diferença potencial resultante devido à ação do trabalho.
O potencial elétrico é uma energia potencial por unidade de carga; dado pela relação
V=U/q
Onde V é um potencial
U é energia potencial
q é uma carga
Implica U=qV
Portanto, da relação acima, o potencial elétrico será igual a
Energia Elástica Potencial e Diferença de Potencial
Quando o material elástico é esticado ou comprimido, ele ganha energia potencial. A quantidade de energia potencial adquirida depende da mudança no comprimento do material. A energia potencial estática do componente elástico é dada por
U=(1/2)kx2
Onde k é uma constante elástica ex é um deslocamento devido ao alongamento ou compressão.
A diferença de potencial é a diferença entre a energia potencial armazenada no objeto pela mudança na posição do objeto ou a carga aplicada para esticar ou comprimir o objeto.
Portanto, a diferença de potencial é medida como
ΔU=(1/2)kΔx2
Onde Δx=x2-x1
Unidades SI
A unidade SI de energia potencial é Joules. unidade SI para energia potencial gravitacional é Nm/kg. Considerando que, as unidades SI de diferença de potencial são Volts também escritas como Joule por Coulomb J/C. Um volt é igual a 1 J de energia para deslocar uma carga unitária de 1C.
Leia mais sobre O que afeta a energia potencial: fatos detalhados.
PERGUNTAS FREQUENTES
Q1. Calcule o trabalho realizado pela carga de 2C para deslocar do ponto A ao ponto B com uma diferença de potencial de 10 Volts.
Dado:
Carga Q = 2C
Diferença de potencial V = 10V
V=W\Q
=>W=QV
=2C*10V=20J
Q2. A energia potencial da bola a 2m de altura é 4J. Se a bola for lançada para o alto. Calcule a diferença de potencial da bola atingir uma altura de 10m acima do solo.
A energia potencial da bola em altura é 1J.
Portanto, a massa da bola é de 204 gramas.
Ao atingir a altura de 10m, a energia potencial da bola passa a ser
U=mgh=0.204*9.8*10=20J
Portanto, a diferença de potencial é
Δ=U2-U1= 10-4 = 6
O que é energia potencial nuclear?
O núcleo compreende prótons e nêutrons, adicionando assim uma carga positiva ao núcleo e, portanto, os elétrons tendem a permanecer em direção ao núcleo.
É a energia potencial que mantém os nêutrons e prótons ligados no núcleo. No decorrer nuclear Na fusão, o núcleo ganha energia enquanto na fissão nuclear o núcleo libera energia junto com os produtos.
O que é energia potencial química?
A energia potencial química é a energia adquirida por ligações moleculares.
Durante as reações exotérmicas, as ligações se quebram e a energia é liberada, enquanto nas reações endotérmicas a energia é adquirida do ambiente para formar novas ligações.