Introdução à física/Energia/Energia mecânica/Energia potencial elástica

A energia potencial elástica (E_pe) é a energia que provoca a deformação dos corpos. É dada por:

$E_{pe}={\frac {kx^{2}}{2}}$

Em que:

• E_pe é a energia potencial elástica, em joules (j);
• k é a constante elástica, em newtons por metro (N/m);
• x é a deformação elástica, em metros (m).

A constante elástica pode ser dada pela seguinte fórmula:

$k={\frac {F}{x}}$

Em que F é a força, em newtons (N).

Mola ideal

Uma mola ideal é aquela que tem a capacidade de capturar toda energia mecânica sobre ela imposta, transformando-a em energia potencial elástica, e depois liberar toda a energia elástica, transformando-a em energia mecânica. Molas ideais existem somente na teoria (e são amplamente utilizadas didaticamente), conforme o teorema do trabalho. Molas reais, não produzem esse feito, o que faz elas adquirirem plasticidade.

Demonstração

Uma mola ideal é comprimida 10 centímetros por 10 newtons de força. Quanto de energia potencial elástica a mola adquiriu?

• Primeiro, descubramos a constante elástica (a deformação deve estar em metros):

$k={\frac {10}{0,1}}=100\ N/m$

• Calculemos a energia:

$E_{pe}=500\times 0,01=5\ j$

Plasticidade

Você já deve ter percebido que objetos elásticos com o decorrer do tempo perdem sua elasticidade. Isto é decorrente da plasticidade. Quando os corpos atingem seu limite elástico, as ligações entre os átomos se rompem, fazendo com que, em certos pontos, o objeto não retorne ao seu estado normal. Também, pode acontecer de a força aplicada sobre o corpo seja grande a ponto de as ligações entre todos os átomos de um certo ponto se rompam, fazendo realmente o rompimento do objeto.