⚡ Calculadora desta Fórmula
Preencha os valores conhecidos da questão. Ao preencher todas as variáveis menos uma, a calculadora resolve a incógnita restante automaticamente com o passo a passo.
🎯 O que é e para que serve?
Essa fórmula calcula a energia potencial elástica armazenada em um objeto elástico, como uma mola, quando ele é comprimido ou esticado a partir de sua posição de equilíbrio. Ela existe porque, ao deformar uma mola, realizamos trabalho contra a força elástica, e essa energia fica 'guardada' no sistema, podendo depois ser convertida em movimento (energia cinética). É muito usada em problemas de sistemas massa-mola e em situações que envolvem conservação de energia mecânica. Vale no regime linear (Lei de Hooke, pequenas deformações, k constante). A energia potencial é definida a menos de uma constante; adota-se por convenção U_el = 0 em Δx = 0.
📐 Variáveis e Unidades de Medida
Confira o que significa cada símbolo da fórmula e como identificá-los nos enunciados:
| Símbolo | Nome | Unidade | Significado | Como Identificar |
|---|---|---|---|---|
U_{el} |
energia potencial elástica | J (joules) |
é a energia armazenada na mola (ou outro objeto elástico) devido à sua deformação em relação ao comprimento natural. | é o que você quer descobrir quando o problema pergunta quanta energia está guardada numa mola comprimida ou esticada. |
k |
constante elástica (constante de mola) | N/m (newtons por metro) |
indica a rigidez da mola: quanto maior o valor de k, mais força é preciso para deformá-la. | geralmente é dado no enunciado como 'constante elástica da mola' ou 'constante de força', com unidade N/m. |
\Delta x |
deformação da mola | m (metros) |
é o quanto a mola foi comprimida ou esticada em relação ao seu comprimento natural (posição de equilíbrio). | é a diferença entre o comprimento da mola deformada e o comprimento da mola em repouso; para U_el, o que entra na fórmula é sempre (Δx)² (o sinal de Δx não importa pra energia, só a magnitude da deformação ao quadrado); o sinal de Δx já importa separadamente pra calcular a força elástica pela Lei de Hooke (F = -kΔx). |
📝 Passo a Passo de Como Resolver
Primeiro, identifique a constante elástica k da mola (dada no problema). Em seguida, determine a deformação Δx, ou seja, o quanto a mola foi comprimida ou esticada a partir do seu comprimento natural. Depois, eleve Δx ao quadrado. Por fim, multiplique esse valor por k e divida por 2 para obter a energia potencial elástica armazenada.
🔄 Variações Algébricas (Isolando Incógnitas)
Dependendo da questão, você precisará encontrar outra variável além da principal:
🔗 Fórmulas Correlatas no CalculAI
Trabalho de uma força
O trabalho realizado pela força elástica está diretamente relacionado à variação da energia potencial elástica.
Ver fórmula →Energia cinética
Em sistemas conservativos, a energia potencial elástica pode se converter em energia cinética e vice-versa.
Ver fórmula →2ª Lei de Newton (F = m·a)
A força elástica que gera essa energia potencial é a força restauradora da Lei de Hooke, F = -k·Δx (o sinal indica que a força aponta em sentido oposto à deformação); essa força entra em F = m·a para descrever o movimento.
Ver fórmula →Pronto para resolver seus exercícios?
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