6. Energia potencial de gravidade
Campo de forças: dizemos que uma região do espaço físico é um campo de forças, quando um partícula dispostas nos pontos desse campo permanecer sob ação de uma força de campo.
Quando o trabalho da força de campo for independente da trajetória descrita, entre o ponto de partida e o ponto de chegada, o campo será conservativo.
Nesse caso, a força de campo será considerada conservativa e o seu trabalho, no deslocamento espontâneo da partícula, será correspondente à transformação de energia potencial em energia cinética, porém conservando a sua soma.
A energia potencial de gravidade é uma forma de energia de campo.
Para determinar a equação que expressa a energia potencial, é necessário selecionar um plano horizontal de referência, correspondente ao valor zero da energia potencial de gravidade.
Seja um ponto material de massa m, localizado num ponto A, numa altura H, acima do plano de referência. Considere g como o módulo da aceleração da gravidade.
Pretendemos determinar a energia potencial de gravidade ligada ao sistema físico Terra-ponto material.
Quando soltamos o ponto material, ele cairá, em razão da ação da força de gravidade, e a energia potencial transforma-se progressivamente em energia cinética.
Quando o ponto material atingir o plano referencial, toda sua energia potencial estará transformada em energia cinética. Tal transformação refere-se ao trabalho da força peso.
Assim, a energia potencial de campo (Egravidade) será dada por:
Quando o ponto material estiver numa posição abaixo do plano referencial, a energia potencial de gravidade será considerada negativa, ou seja, o valor de H será considerado negativo.
Fisicamente, a energia potencial de gravidade negativa declara que o ponto material necessita receber energia mecânica para chegar ao plano de referência (no nível zero de energia potencial).