Energia Potencial Gravitacional

A energia potencial gravitacional é uma forma de energia associada à posição de um objeto em um campo gravitacional. Quando um objeto é elevado em relação a uma superfície de referência, ele ganha energia potencial gravitacional devido à atração gravitacional da Terra ou de outro corpo celeste. Esse tópico é fundamental para entender como a energia é armazenada em sistemas gravitacionais e como ela pode ser convertida em energia cinética durante o movimento de objetos.

A fórmula para calcular a energia potencial gravitacional U é dada por U = m cdot g cdot h, onde m é a massa do objeto, g é a aceleração devido à gravidade e h é a altura em relação à superfície de referência. A energia potencial gravitacional é medida em joules (J) no sistema internacional de unidades.

No contexto dos vestibulares, é importante compreender como calcular a energia potencial gravitacional em diferentes situações, como determinar a altura a partir da energia potencial e entender os princípios da conservação de energia em sistemas gravitacionais.

Exercício Resolvido

Um objeto de 2,0 text{ kg} é elevado a uma altura de 10 text{ m} em relação ao solo. Qual é a energia potencial gravitacional desse objeto?

Solução: Podemos usar a fórmula da energia potencial gravitacional para calcular a energia armazenada no objeto. Substituindo os valores conhecidos, obtemos U = (2,0 text{ kg}) cdot (9,81 text{ m/s}^2) cdot (10 text{ m}) = 196,2 text{ J}. Portanto, a energia potencial gravitacional do objeto é de 196,2 text{ J}.

Alternativas:

Exercícios Propostos

1. Qual é a energia potencial gravitacional de um objeto de 5,0 text{ kg} quando colocado a uma altura de 15 text{ m} em relação ao solo?

2. Se um objeto possui uma energia potencial gravitacional de 300 text{ J} quando colocado a uma altura de 10 text{ m} em relação ao solo, qual é a massa desse objeto? Utilize g = 9,81 text{ m/s}^2 como a aceleração devido à gravidade.

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