Potential Energy Calculator

PE = m × g × h

Potential Energy

Gravitational potential energy

Formula
PE = m × g × h (g = 9.81 m/s²)

O que é Energia Potencial?

A energia potencial é a energia armazenada que um objeto possui devido à sua posição, configuração ou estado. É energia que tem o potencial de ser convertida em outras formas — mais comumente em energia cinética. Os dois tipos mais comuns são a energia potencial gravitacional (EPG) e a energia potencial elástica (EPE).

A energia potencial gravitacional depende da massa do objeto, sua altura acima de um ponto de referência e a aceleração gravitacional. A energia potencial elástica é armazenada em molas esticadas ou comprimidas e materiais elásticos. Ambos os tipos são grandezas escalares medidas em joules (J).

Como Usar a Calculadora

  1. Selecione o tipo: gravitacional (massa + altura) ou elástica (constante de mola + deslocamento).
  2. Para EP gravitacional: insira a massa (kg) e a altura (m) acima do seu ponto de referência.
  3. Para EP elástica: insira a constante de mola k (N/m) e o deslocamento x (m) do equilíbrio.
  4. Clique em Calcular para obter a energia potencial em joules (J).

Fórmula e Explicação

EP Gravitacional: EPG = m × g × h EP Elástica: EPE = ½ × k × x² m = massa (kg) g = 9,81 m/s² (superfície terrestre) h = altura acima da referência (m) k = constante de mola (N/m) x = deslocamento do equilíbrio (m)

A EPG é definida em relação a uma altura de referência escolhida. Apenas as diferenças de EPG têm significado físico — a escolha do ponto de referência é arbitrária.

Exemplos Resolvidos

Livro em uma Prateleira

Um livro de 2 kg é colocado em uma prateleira 1,5 m acima do chão. EPG = 2 × 9,81 × 1,5 = 29,43 J. Se cair, terá 29,43 J de energia cinética logo antes de tocar o chão, atingindo ≈ 5,42 m/s.

Mola Comprimida

Uma mola com k = 800 N/m é comprimida 0,05 m (5 cm). EPE = ½ × 800 × 0,05² = 1,0 J. Ao ser solta, essa energia se converte em energia cinética do projétil ou mecanismo que impulsiona.

Barragem Hidrelétrica

Água num reservatório a 50 m acima das turbinas: 1000 kg de água têm EPG = 1000 × 9,81 × 50 = 490.500 J ≈ 490,5 kJ. Uma usina de 200 MW faz passar ~400.000 kg de água por segundo pelas turbinas, liberando enorme EP gravitacional como eletricidade.

Perguntas Frequentes

O que é a conservação de energia?▾
A lei da conservação de energia estabelece que a energia não pode ser criada nem destruída — apenas convertida de uma forma para outra. Quando um objeto cai, a EPG se converte em EC. Quando uma mola é comprimida, a EC se converte em EPE. Em um sistema fechado, a energia mecânica total (EC + EP) permanece constante.
Por que a energia potencial é definida em relação a um ponto de referência?▾
Apenas as variações de energia potencial têm significado físico. Um livro a 1 m acima de uma mesa e a 2 m acima do chão tem diferentes valores de EP dependendo da referência, mas a energia liberada ao cair sobre qualquer superfície é a mesma. Os físicos escolhem o ponto de referência que facilita o cálculo.
O que é energia potencial zero?▾
A EP zero é definida no ponto de referência escolhido. Escolhas comuns: superfície terrestre (h = 0), o chão sob o sistema, ou o infinito para cálculos planetários. Para a gravidade a grandes distâncias, EP → 0 quando r → ∞ (convenção EP = −GMm/r).
Como a energia potencial elástica é usada em engenharia?▾
Molas e materiais elásticos armazenam EPE em inúmeras aplicações: suspensões de veículos absorvem impactos; arcos de arco e flecha armazenam energia de tração; molas de relógios acionam mecanismos; pistas de saltos e trampolins ricocheteiam usando EPE. A fórmula EPE = ½kx² permite dimensionar molas para o armazenamento de energia necessário.
O que é energia potencial química?▾
A EP química é armazenada nas ligações entre átomos. Quando o combustível queima, as ligações químicas se rompem e se reformam, liberando energia como calor e luz. Um litro de gasolina contém ~31,5 MJ de EP química. As baterias armazenam EP química e a liberam como energia elétrica.