sábado, 6 de dezembro de 2008

O que é energia potencial? O que é energia cinética?

Para um corpo ou sistema existir de maneira concreta em nosso universo, ele deve possuir uma energia intrínseca, ou própria, ou absoluta, que lhe é característica, pois tudo no universo é feito de energia. Apesar de parecer, eu não estou sendo místico. Isso é um fato das leis da física. Então, se tivermos dois corpos, ou sistemas, A e B, cada um terá uma energia intrínseca própria, que terá um valor absoluto, independente do referencial adotado para medi-la. Esses dois sistemas A e B podem interagir basicamente de duas formas gerais; CONSERVATIVA (os sistemas preservam sua identidade própria) e CRIATIVA-ABSORTIVA (um dos sistemas absorve e incorpora o outro entrando num novo estado de energia, ou então ambos se tornam um terceiro sistema com propriedades diferentes dos originais, ou podem ainda ser criados através do desmembramento de sistemas originais, onde um pode originar vários.). A interação CONSERVATIVA pode se subdividir ainda em;1- interação nula (os sistemas não interagem entre si), 2-interação atrativa, 3-interação repulsiva. O modo como eles vão interagir vai depender da natureza da energia intrínseca de cada um.


Formas Gerais de Interação de Sistemas
CONSERVATIVA : Os sistemas preservam sua identidade. CRIATIVA-ABSORTIVA : Os sistemas são absorvidos uns pelos outros, podendo criar sistemas com propriedades diferentes dos originais, e são criados através do desmembramento de sistemas originais, onde um pode originar vários.




Subdivisão da interação CONSERVATIVA
Interação Nula Interação Atrativa Interação Repulsiva



Vamos detalhar um pouco a seguir a subdivisão da interação CONSERVATIVA.

Supondo-se que eles interajam de modo atrativo ou repulsivo, então, conforme a distância entre os dois sistemas, haverá uma força atrativa ou repulsiva que dependerá de dois fatores; 1-Da quantidade de energia intrínseca de cada corpo, 2-Da distância relativa entre os corpos. Então quanto maior a energia intrínseca, maior a força de atração ou repulsão. E quanto maior a distância, menor a força. Assim, a cada posição relativa do espaço entre os corpos, estará associada uma força, que corresponderá a uma energia de atração ou repulsão. Sendo assim, agora, além da energia intrínseca ou absoluta dos corpos, cada corpo terá uma energia potencial em relação a outro. Essa energia será uma energia relativa, pois dependerá da distância relativa entre os corpos.

Energia potencial é a energia que varia em função da distância de dois corpos. Ela está estreitamente ligada ao conceito de espaço livre.

No entanto, dados esses mesmos dois sistemas ou corpos A e B, conforme eles mudam suas posições relativas entre si, há uma troca de energia potencial que muda com o tempo. Se a interação é atrativa, conforme eles se aproximam, a energia potencial muda de valor e decresce. A força de interação aumenta com a proximidade, e o movimento tende a se acelerar, mudando a velocidade relativa entre os sistemas. Pode-se dizer agora que a energia potencial está diminuindo porque está se transformando em energia cinética. A energia cinética também é uma energia relativa, pois depende da velocidade relativa entre os sistemas.

Energia cinética é a energia que varia em função da velocidade relativa entre os corpos, ou da derivada da distância relativa entre os corpos em relação ao tempo.

Para mostrar a natureza relativa dessas energias, vejamos um exemplo. Uma pessoa viajando de avião, possui uma energia potencial gravitacional em relação à Terra, mas nenhuma em relação ao chão do avião. Ela também possui energia cinética em relação à Terra, mas nenhuma em relação ao avião.

Podemos ver que há uma troca entre energia potencial e cinética, mas que seu total permanece constante. A energia relativa entre corpos que interagem permanece constante, assim como a energia absoluta ou intrínseca. Quando dois sistemas interagem desse modo, havendo apenas uma troca na energia relativa, diz-se que houve uma interação fraca ou superficial. Neste caso os sistemas reagentes serão iguais aos sistemas produto. Assim como há uma troca entre energia cinética e energia potencial dentro da energia relativa, pode haver uma troca entre energia relativa e energia absoluta para o sistema de corpos A e B. Neste caso diz-se que os sistemas sofreram uma interação forte, ou uma mudança qualitativa, e os sistemas originais não são iguais aos sistemas produto, após a interação. Veja minha postagem anterior sobre como os sistemas interagem.

Pode-se ainda notar o potencial para uma cascata ad-infinitum, pois o próprio corpo A, pode ser formado internamente por outros corpos ou sistemas menores , que interagem entre si, possuindo uma energia intrínseca, e uma energia relativa. Assim, a energia intrínseca do corpo A é formada pela soma da energia intrínseca dos sistemas menores a1, a2,...an; mais o somatório da energia relativa entre eles. Esses mini-sistemas, por sua vez, podem ser formados por sistemas ainda menores interagindo, e assim sucessivamente, como foi comentado em tijolos fundamentais. Assim como uma molécula de água, é formada na verdade por interações entre átomos de hidrogênio e oxigênio, que por sua vez são formados por elétrons, nêutrons e prótons, e assim pode ir sucessivamente.

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