Energia potencial
Uma outra forma comum de energia é a energia potencial U. Para falarmos de energia potencial, vamos pensar em dois exemplos: Um praticante de bungee-jump saltando de uma plataforma. O sistema é formado pela Terra e pelo atleta. A força entre os objetos é a força gravitacional. Podemos descrever o movimento do atleta e o aumento de sua energia cinética definindo uma energia potencial gravitacional. Este tipo de energia está associada a posição do objeto e não ao seu movimento.
A configuração do sistema varia (a distância entre a Terra (chão) e o atleta diminui. Um segundo exemplo seria pensarmos num mergulhador que pula de um trampolim em uma piscina. Assim como o atleta do exemplo anterior, este mergulhador irá atingir a água com uma velocidade relativamente elevada, possuindo grande energia cinética. Se o atleta e o mergulhador estavam inicialmente em repouso no trampolim, de onde provém essa energia? Em ambos os casos, a energia gravitacional exerce um trabalho sobre o corpo durante a queda.
Existe energia potencial gravitacional mesmo no caso de o mergulhador ficar parado no trampolim, por exemplo.
Nenhuma energia é adicionada ao sistema mergulhador-Terra durante a sua queda.
É a energia armazenada é que é transformada de uma forma (energia potencial) em outra forma (energia cinética) durante sua queda. Estudaremos aqui como essa transformação pode ser entendida a partir do teorema do trabalho-energia.
Primeiro vamos ver a relação entre trabalho e energia potencial.
Voltemos ao exemplo em que uma bola é lançada horizontalmente para cima. Já vimos que se a bola está subindo, o trabalho da força gravitacional Wg é negativo, por que a força extrai energia da energia cinética da bola. Esta energia é transferida pela força gravitacional da energia cinética da bola para a energia potencial gravitacional do sistema bola-Terra.
Tanto na subida como na descida, a variação ΔU da energia