Qual é a energia necessária para erguer uma caixa que tem massa 5000 kg que esta no solo (y
) até a altura (
) acima do solo? ( 1 Ponto)
◯ 1960」
◯ 196 kJ
◯ 196J
◯
◯ 1960」
◯ 196 kJ
◯ 196J
◯
Passo 1
O enunciado pede a energia necessária para erguer uma caixa do solo até uma certa altura. Dados fornecidos:
- massa da caixa:
; - altura inicial:
; - altura final:
.
Pergunta: qual é a energia necessária para subir essa caixa deaté ?
Passo 2
Qual fórmula usamos para energia ao erguer algo? Quando levantamos um objeto contra a gravidade, aumentamos sua energia potencial gravitacional. A variação dessa energia é dada por
Aqui:
-
é a massa do objeto (em ); -
é a aceleração da gravidade (em ); -
é a variação de altura (em ); -
vem em joules ( ), porque .
Passo 3
Escolhemos o valor de
. Usamos o valor padrão
que é o habitual em problemas desse tipo (podemos arredondar para
em estimativas rápidas, mas aqui usaremos
para precisão).
Passo 4
Calculemos a variação de altura:
Passo 5
Substituímos tudo na fórmula e calculamos passo a passo.
Primeiro o peso (força) do objeto:
Primeiro o peso (força) do objeto:
Agora a energia (trabalho contra a gravidade) ao subir
:
Expliquei: multiplicamos a força peso (em newtons) pelo deslocamento vertical (em metros), resultando em joules.
Passo 6
Convertendo para quilojoules (opção dada):
. Assim
Portanto a energia necessária é
. Você consegue! É só multiplicar massa ×
× altura.