A) Ep ≈ 1,6 kJ. Show
B) A energia potencial gravitacional adquirida será transformada em energia cinética, ou seja, Ep = Ec. Explicação: Temos a seguinte expressão para a energia potencial gravitacional: Ep = m.g.h Onde: m: é a massa (kg). g: é a aceleração da gravidade (m/s²). h: é a altura (m). Sabemos que, cada andar possui uma altura de 4 metros, como o vaso se encontra no vigésimo andar, ou seja, no andar 20, logo: H = 20.h H = 20(4 m) H = 80 m. A) Basta utilizar a equação da energia potencial gravitacional com os dados fornecidos. Portanto: Ep = m.g.H Ep = (2 kg)(9,8 m/s²)(80 m) Ep = 1 568 J ≈ 1,6 kJ. B) Caso o vaso caia no chão a energia potencial gravitacional adquirida será transformada em energia cinética, ou seja: Ep = Ec Assim podemos calcular até a velocidade que o vaso irá adquirir. Sendo assim: m.g.H = m.v²/2 v² = 2.g.H v = √2.g.H v = 39,59798 m/s v ≈ 40 m/s. Sempre que elevamos algum objeto até certa altura, acabamos por armazenar uma energia, conhecida como energia potencial gravitacional. Entenda aqui como se calcula essa energia, quando ela é nula, e qual a diferença entre ela e a energia potencial elástica. Publicidade A energia potencial gravitacional está associada à posição de um corpo no campo gravitacional da terra. Em outras palavras, quando elevamos algum objeto a uma altura h a partir
do solo, estamos aumentando a separação entre ele e o centro da Terra, ocasionando assim a realização de trabalho sobre o objeto. Com isso, o sistema objeto-Terra armazena essa energia em forma de energia potencial gravitacional. Podemos dizer também que essa energia potencial pode ser transformada em energia cinética, ou seja, que pode produzir movimento. A fórmula a seguir é usada para se calcular a energia potencial gravitacional:  Sendo que:
Quando a energia potencial gravitacional é nula?A energia potencial gravitacional será nula quando não houver variação na altura em relação ao solo. Desse modo, podemos dizer que todos os corpos ao nível do chão na Terra possuem energia potencial gravitacional nula. Publicidade Vamos observar agora alguns exemplos onde o cálculo da energia potencial gravitacional pode ser aplicado. Exemplos da transformação da energia potencial gravitacionalPodemos encontrar no nosso dia a dia algumas transformações de energia potencial gravitacional em outro tipo de energia, principalmente cinética. Vamos ver alguns exemplos onde isso ocorre: HidrelétricasPublicidade Nas usinas hidrelétricas o rio é represado, sendo criado um reservatório. A água desse reservatório fica a certa altura em relação à turbina da usina. Essa altura armazena energia potencial gravitacional da água e, quando ela cai no duto que leva até a turbina, essa energia potencial é transformada em energia cinética, que faz a turbina girar, fazendo com que a turbina gere energia elétrica. Montanha-russaAs montanhas-russas também são ótimos exemplos de transformação de energia potencial gravitacional. Quando o carrinho é elevado até um ponto e depois solto, dificilmente haverá a necessidade de um motor para elevar o carrinho novamente. É graças a essa transformação de energia que o carrinho consegue realizar um looping. Existem outras formas de energia potencial além da gravitacional, como, por exemplo, a energia potencial elástica. Vamos entender a seguir qual a diferença entre elas. Energia potencial gravitacional e elásticaA ideia das duas energias potenciais (gravitacional e elástica) é a mesma, ou seja, existe uma realização de trabalho o qual armazena uma energia no sistema, a qual pode ser transformada em outro tipo de energia como, por exemplo, a cinética. A diferença entre elas é a maneira como são armazenadas. Publicidade A energia potencial gravitacional está relacionada ao campo gravitacional terrestre. Já a energia potencial elástica depende do comprimento de uma mola e de sua constante. Além disso, a energia potencial elástica é armazenada quando a mola é deformada. Vídeos sobre a energia potencial gravitacionalPara que você possa ter um melhor entendimento sobre o assunto estudado até o momento, veja as seguintes videoaulas! Uma revisão sobre a energia potencial gravitacionalEsse vídeo é uma revisão sobre o conteúdo explorado aqui, além de apresentar alguns exemplos resolvidos. Energia potencial gravitacional e elásticaAssim como nosso último tópico, esse vídeo também fala sobre a diferença entre os dois tipos de energia potencial comentados, a gravitacional e a elástica. Exercícios resolvidosE, para ter um ótimo desempenho em suas provas, segue um vídeo com alguns exercícios resolvidos. Por fim, é importante que você revise sobre a força peso, energia cinética e energia mecânica. Assim, seus estudos ficarão mais completos! ReferênciasAs faces da física – Wilson Carron e Osvaldo Guimarães. Por Guilherme Santana da SilvaGraduado no curso de Física pela Universidade Estadual de Maringá. Professor assistente em um colégio de ensino médio e preparatório para os vestibulares. Nas horas vagas se dedica à vida religiosa, praticar mountain bike, tocar bateria, dar atenção à família e cuidar de suas duas gatinhas Penélope e Mel. Como referenciar este conteúdo Santana, Guilherme. Energia potencial gravitacional. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/energia-potencial-gravitacional. Acesso em: 07 de January de 2023. 1. Um vaso de 2,0kg está pendurado a 1,2m de altura de uma mesa de 0,4m de altura. Sendo g = 10m/s², determine a energia potencial gravitacional do vaso em relação à mesa e ao solo. m = 2kg hvm = 1,2m hms = 0,4m hvs = hvm + hms = 1,6m g = 10m/s² A energia potencial gravitacional do vaso com relação à mesa. Epg = m.g.hvm Epg = 2.10.1,2 = 20.1,2 = 24J A energia potencial gravitacional do vaso com relação ao solo. Epg = m.g.hvs Epg = 2.10.1,6 = 20.1,6 = 32J 2. [FUVEST – SP] No rótulo de uma lata de leite em pó lê-se “valor energético: 1509kj por 100g (361kcal)”. Se toda energia armazenada em uma lata contendo 400g de leite fosse utilizada para levantar um objeto de 10kg, a altura máxima atingida seria de aproximadamente (g = 10m/s²)… 100g equivalem a 1509kJ 1509×4 = 6036kJ = 6036.10³J que equivalem a 400g m = 10kg g = 10m/s² Como toda energia do leite será utilizada para elevar o objeto, podemos dizer que toda ela será convertida em energia potencial gravitacional. Eleite = Epotencial Eleite = m.g.h 6036.10³ = 10.10.h h = 6036.10 h = 60,36.10³m h = 60,36km Como calcular a quantidade de energia potencial gravitacional?Considerando que a força exigida para elevar um objeto é igual ao seu peso, a energia potencial gravitacional é igual ao seu peso (m x g) multiplicado pela altura h a que foi elevado.
Como calcular a energia de potencial?A energia potencial elétrica é uma grandeza escalar, medida em joules, que pode ser calculada multiplicando-se o módulo da carga de prova, medida em coulombs, pelo potencial elétrico, em volts.
Como se calcula lá EPG?A fórmula da energia potencial gravitacional é: EPg = mgh.
Qual é o valor da energia potencial gravitacional do vaso nessa posição em relação ao solo?c) Qual o valor da energia potencial gravitacional do vaso, ao atingir o solo (ponto C)? No ponto C a sua distância em relação ao solo é igual a zero. Sabemos que a energia nunca pode ser destruída ou criada (princípio geral da conservação de energia).
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Calcule a quantidade de energia potencial gravitacional desse vaso
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