Considere uma escada rolante cuja rampa tenha 20 m de comprimento, fazendo um ângulo de
com a horizontal. Quando a escada está em funcionamento, a esteira se move com velocidade igual a
.
Em cada caso acima indique a origem da energia que propiciou o aumento da energia potencial gravitacional da pessoa quando a mesma atingiu o final da rampa. Após dar uma primeira resposta para a origem da energia, perceba que você pode ir se aprofundando e resgatando fontes de energia cada vez mais distantes. Quão longe você consegue ir?
Em cada caso acima indique a origem da energia que propiciou o aumento da energia potencial gravitacional da pessoa quando a mesma atingiu o final da rampa. Após dar uma primeira resposta para a origem da energia, perceba que você pode ir se aprofundando e resgatando fontes de energia cada vez mais distantes. Quão longe você consegue ir?
Passo 1
O enunciado descreve uma escada rolante com rampa de comprimento de
,m inclinada em
em relação à horizontal, cuja esteira sobe com velocidade de
,m/s. Quando uma pessoa atinge o topo, sua energia potencial gravitacional aumentou de
com
O objetivo é identificar a origem da energia que forneceu esse
e, em seguida, “ir mais longe” buscando fontes cada vez mais distantes.
Passo 2
O aumento de energia potencial da pessoa foi fornecido diretamente pelo motor elétrico da escada rolante. É esse motor que faz a esteira subir, vencendo a força da gravidade.
Passo 3
O motor elétrico obtém eletricidade da rede elétrica da edificação ou concessionária. Logo, a energia elétrica é a fonte imediata por trás do trabalho realizado pelo motor.
Passo 4
A eletricidade da rede, por sua vez, foi gerada em uma usina. Se for uma usina termelétrica, ela converte energia química de combustíveis fósseis (ou biomassa) em calor e depois em energia elétrica.
Passo 5
A energia química dos combustíveis fósseis vem, na verdade, de energia solar que ficou armazenada em plantas (fotossíntese) há milhões de anos. Portanto, essa energia origina-se, em última análise, do Sol.
Passo 6
O Sol produz sua energia por fusão nuclear de núcleos de hidrogênio em hélio. Assim, antes de ser energia solar, é energia de fusão nuclear.
Passo 7
A fonte da energia de fusão do Sol é a compressão gravitacional do seu material no processo de formação da estrela, originado do colapso de uma nuvem de gás. E essa massa-energia remonta à energia criada no Big Bang.
Resposta
A energia potencial gravitacional da pessoa vem do motor elétrico da escada (Passo 2), cuja eletricidade vem da rede (Passo 3), gerada em usinas que convertem energia química de combustíveis fósseis (Passo 4), essa energia química é solar armazenada por fotossíntese (Passo 5), cuja origem é a fusão nuclear no Sol (Passo 6), que por sua vez decorre do colapso gravitacional na formação da estrela e, em última instância, da energia criada no Big Bang (Passo 7).