Potential Energy · Energia Potencial
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|---|---|
| potential energy/pəˈtenʃl ˈenədʒi/ | energia potencial |
| gravitational potential energy/ˌɡrævɪˈteɪʃənl pəˈtenʃl ˈenədʒi/ | energia potencial gravitacional |
| elastic potential energy/ɪˈlæstɪk pəˈtenʃl ˈenədʒi/ | energia potencial elástica |
| conservative force/kənˈsɜːvətɪv fɔːs/ | força conservativa |
| stable equilibrium/ˈsteɪbl ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | equilíbrio estável |
| unstable equilibrium/ʌnˈsteɪbl ˌiːkwɪˈlɪbrɪəm/ | equilíbrio instável |
Energy waiting to happen
- Lift a book onto a shelf and it just sits there -- but it now holds hidden energy.
- Nudge it off and that stored energy becomes motion as it falls.
- Energy tied up in position is called potential energy.
- It is nature's rechargeable battery.
Energia esperando acontecer
- Levante um livro para uma prateleira e ele simplesmente ficará lá parado -- mas agora ele guarda energia oculta.
- Empurre-o para fora e essa energia armazenada se torna movimento ao cair.
- Energia presa na posição é chamada de energia potencial.
- É a bateria recarregável da natureza.
Potential energy
- Potential energy 势能 is energy stored in the arrangement of a system, not its motion.
- It depends only on where things are.
- Two common kinds power most of mechanics.
Energia potencial
- Energia potencial 势能 é energia armazenada na arranjo de um sistema, não em seu movimento.
- Depende apenas de onde as coisas estão.
- Dois tipos comuns alimentam a maior parte da mecânica.
Gravitational and elastic
- Gravitational potential energy 引力势能 near the ground: $U_g = mgy$ -- lift higher, store more.
- Elastic potential energy 弹性势能 in a spring: $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$ -- stretch more, store more.
- Release either and it converts into kinetic energy.
Gravitacional e elástica
- Energia potencial gravitacional 引力势能 perto do solo: $U_g = mgy$ -- levante mais alto, armazene mais.
- Energia potencial elástica 弹性势能 em uma mola: $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$ -- estique mais, armazene mais.
- Libere qualquer uma e ela se converte em energia cinética.
Lift a $2\ \text{kg}$ book $1.5\ \text{m}$ ($g = 9.8$). How much gravitational potential energy is stored (in J)? · Levante um livro $2\ \text{kg}$ $1.5\ \text{m}$ ($g = 9.8$). Quanta energia potencial gravitacional é armazenada (em J)?
$U_g = mgy = 2 \times 9.8 \times 1.5 = 29.4\ \text{J}$.
A spring ($k = 200\ \tfrac{\text{N}}{\text{m}}$) is compressed $0.10\ \text{m}$. Elastic potential energy stored (in J)? · Uma mola ($k = 200\ \tfrac{\text{N}}{\text{m}}$) é comprimida $0.10\ \text{m}$. Energia potencial elástica armazenada (em J)?
$U_s = \tfrac{1}{2}kx^2 = \tfrac{1}{2}(200)(0.10)^2 = 1\ \text{J}$.
Select all · todos forms of potential energy covered here. · Selecione todas as formas de energia potencial cobertas aqui.
Gravitational and elastic are conservative-force energies. There is no frictional potential energy. · Gravitacional e elástica são energias de forças conservativas. Não existe energia potencial de atrito.
Force is the slope of energy
- A conservative force 保守力 (gravity, springs) is the negative slope of its potential energy:
- Steep energy hill → strong force. Flat → no force.
- This turns an energy graph into a force map.
Força é a inclinação da energia
- Uma força conservativa 保守力 (gravidade, molas) é a inclinação negativa de sua energia potencial:
- Colina de energia íngreme → força forte. Plana → nenhuma força.
- Isso transforma um gráfico de energia em um mapa de forças.
Gravitational potential energy · Energia potencial gravitacional
Near the surface, gravitational potential energy is proportional to height. · Perto da superfície, a energia potencial gravitacional é proporcional à altura.
Friction has an associated potential energy, just like gravity. · O atrito tem energia potencial associada, assim como a gravidade.
Only conservative forces have potential energy. Friction dissipates energy as heat -- it cannot be stored. · Apenas forças conservativas têm energia potencial. O atrito dissipa energia como calor -- não pode ser armazenado.
A conservative force equals the ____ slope of its potential energy, $F_x = -dU/dx$. · Uma força conservativa é igual à ____ inclinação de sua energia potencial, $F_x = -dU/dx$.
$F_x = -dU/dx$ -- the force points "downhill" on the energy graph. · $F_x = -dU/dx$ -- a força aponta "montanha abaixo" no gráfico de energia.
Reading a potential-energy graph
- On a $U$-versus-position graph, valleys are points of stable equilibrium 稳定平衡 (a nudge brings it back).
- Hilltops are unstable equilibrium 不稳定平衡 (a nudge sends it away).
- An object speeds up rolling downhill on the graph and slows going up.
Lendo um gráfico de energia potencial
- Em um gráfico de $U$ versus posição, vales são pontos de equilíbrio estável 稳定平衡 (um empurrão o traz de volta).
- Picos de colinas são equilíbrio instável 不稳定平衡 (um empurrão o afasta).
- Um objeto acelera descendo ladeira abaixo no gráfico e desacelera subindo ladeira acima.
On a potential-energy graph, a valley (local minimum) is a point of... · Em um gráfico de energia potencial, um vale (mínimo local) é um ponto de...
At a valley a small nudge brings the object back -- stable equilibrium. A hilltop is unstable. · Num vale, um pequeno empurrão devolve o objeto ao equilíbrio. O topo de uma colina é instável.
For a spring, $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$.
- The force is $F_x = -\dfrac{dU}{dx} = -kx$ -- Hooke's law falls right out of the derivative.
- The graph of $U_s$ is a parabola with its minimum at $x = 0$ -- a stable equilibrium.
Para uma mola, $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$.
- A força é $F_x = -\dfrac{dU}{dx} = -kx$ -- a lei de Hooke sai diretamente da derivada.
- O gráfico de $U_s$ é uma parábola com seu mínimo em $x = 0$ -- um equilíbrio estável.
Only conservative forces have a potential energy. Friction does not -- the energy it removes turns to heat and cannot be "stored" or recovered. So there is no "friction potential energy."
Apenas forças conservativas têm energia potencial. Atrito não tem -- a energia que ele remove se transforma em calor e não pode ser "armazenada" ou recuperada. Portanto, não existe "energia potencial de atrito".
Potential energy is stored by position: gravitational $U_g = mgy$ and elastic $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$. A conservative force is the negative slope of its energy, $F_x = -dU/dx$. On a $U$-graph, valleys are stable equilibrium, hilltops unstable.
Energia potencial é armazenada pela posição: gravitacional $U_g = mgy$ e elástica $U_s = \tfrac{1}{2}kx^2$. Uma força conservativa é a inclinação negativa de sua energia, $F_x = -dU/dx$. Em um gráfico de $U$, vales são equilíbrio estável, picos de colinas instável.