Como interpretar diagramas de energia em Física

Na física, a energia potencial de um objecto depende da sua posição. Uma pedra tem mais energia potencial quando está no topo de uma colina do que quando ele está rolando. Em sua aula de física, você pode ser convidado a interpretar ou desenhar um diagrama de energia. Um diagrama de energia mostra como a energia potencial de um objeto depende da posição e diz-lhe todos os tipos de coisas sobre o movimento do objeto.

Aqui está um exemplo de diagrama de energia para a pedra:

A curva de energia potencial mostra o quanto potencial de energia a pedra tem em cada posição. A pedra tem energia potencial gravitacional mais mais acima na colina, portanto, a curva mostra também a forma da colina.

Mas o que é que a linha horizontal que passa em frente do diagrama? Essa é a energia total do boulder. Se a pedra está sentado precariamente no topo da colina em x_topo, sua energia potencial é igual a sua energia total. Uma leve brisa dá a pedra um empurrão, e ele começa rolando morro abaixo. Quando atinge a parte inferior do morro em x_inferior, ele tem menos energia potencial. O resto de sua energia é a energia cinética, e você pode ler exatamente o quanto de energia cinética a pedra tem a partir do diagrama - a energia cinética é apenas a distância entre a curva de energia potencial e linha de energia total.

Como você vê a pedra rolar até a outra colina em direção a você, você quer saber o quão alto a pedra vai rolar. Você sabe que a pedra irá parar quando a sua energia cinética é zero, ou quando a energia total é igual à energia potencial. Você vai para o lugar onde a curva de energia potencial e transversal total da linha de energia, e dar mais um passo para cima a colina. Como você se virar, você vê a pedra desacelerar, parar momentaneamente apenas na frente de você, e rolar de volta para baixo do morro. Ufa!

Aqui está o que você deve ter em mente sobre diagramas de energia:

• A energia total não muda. A altura da curva de energia potencial é a energia potencial do objecto, e a distância entre a curva de energia potencial e a linha de energia total é a energia cinética do objecto.

• O objeto girará em torno de onde a linha de energia total e potencial curva energia cruz.

• Se você iniciar o objeto em um local diferente ou com uma energia cinética inicial diferente, a linha total de energia pode deslocar para cima ou para baixo. A curva de energia potencial é uma propriedade do objeto e tudo o que ele está interagindo com.

• O objecto nunca pode ser num local em que a curva de energia potencial é acima da linha de energia total.

• O objeto sente uma força puxando-o para baixo a inclinação em direção ao local com menor energia potencial.