A energia de tensão surge devido à deformação elástica de uma mola metálica. É uma forma de energia potencial e indica quanto trabalho mecânico é produzido quando a mola metálica é carregada ou tensionada. A energia mecânica é necessária para realizar trabalhos mecânicos. Isto pode ser encontrado em todo o lado na nossa vida diária: Um motor de combustão interna converte a energia química do combustível em energia cinética mecânica através da combustão, um motor elétrico gera energia mecânica a partir de energia elétrica e uma mola metálica armazena energia mecânica sob a forma de energia de tensão quando ela é carregada. Além da energia de tensão, é possível descobrir outros tipos de energia mecânica:
- Cada corpo tem uma energia potencial (posição ou energia de
altitude)
devido à sua massa no campo gravitacional da Terra. Por exemplo, causa queda livre.
- Se um corpo se move sobre uma superfície, a resistência ao atrito gera calor e, portanto, energia friccional.
- Quanto mais rápido um corpo é movido, maior a energia cinética,também chamada de energia cinética.
- Se o corpo realizar um movimento circular,
a energia rotativa está
presente.
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Conversão de energia mecânica em molas metálicas
Uma mola metálica carregada contém energia mecânica sob a forma de energia de tensão. Esta energia de aperto é libertada durante o alívio. Se, por exemplo, uma bola estiver em frente à mola metálica, põe-na em movimento. A energia de aperto da mola metálica pode, portanto, ser utilizada para acelerar outros corpos. Uma vez feito o trabalho de aceleração, a bola tem energia cinética. De acordo com a Lei de Conservação da Energia, a energia não se perde, é apenas convertida. Esta conversão de formas mecânicas de energia é a base de todos os processos na mecânica. No entanto, num sistema não perfeito (ambiente natural), esta energia cinética da bola é perdida durante o movimento devido às forças de fricção e resistência do ar até zero.
Cálculo da energia de tensão
A energia de tensão é armazenada em uma mola metálica no estado tensionado. Depende do
s
(mm) de viagem carregado da mola metálica e da constante
mola R
(N/mm).
A fim de determinar a constante de mola r
(N/mm) da mola plana e em forma num ensaio de carga (a viagens de
mola é medida para a força de atuação F
em cada caso), aplica-se a seguinte fórmula:
F1 = Força de mola pré-carregada
s1 = viagem de primavera pré-carregada
F2 = força de mola carregada
s2 = Viagem suspensa carregada
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