Questão
: Um bloco de massa
sobe ao longo de um plano inclinado sem atrito. Neste processo, a variação da energia potencial gravitacional é:
(a) Positivo
(b) Negativo
(c) Nulo
(a) Positivo
(b) Negativo
(c) Nulo
Passo 1
O enunciado nos dá as seguintes informações e pedido:
- Informação: Um bloco de massa
sobe ao longo de um plano inclinado sem atrito. - Pergunta: Qual é o sinal da variação da energia potencial gravitacional durante esse processo? As opções são:
(a) Positivo
(b) Negativo
(c) Nulo
Passo 2
Conhecimento básico necessário (definição e fórmulas que vamos usar).
- Perto da superfície da Terra a energia potencial gravitacional é dada por
onde:
-
é a energia potencial gravitacional, -
é a massa do corpo (sempre positiva), -
é a aceleração da gravidade (tomada como positiva, por exemplo ), -
é a altura vertical do corpo medida em relação a uma referência escolhida. - Observação intuitiva:
mede “energia armazenada” por estar a uma certa altura; para subir algo é necessário fazer trabalho contra a gravidade, e isso aumenta .
Passo 3
Como calcular a variação da energia potencial.
- A variação entre um instante inicial e um final é
onde
.
- Interpretação do sinal:
- Se
então . - Se
então . - Se
então .
- Se
Passo 4
Aplicando ao caso do enunciado.
- O enunciado diz que o bloco “sobe” ao longo do plano inclinado. Subir significa que a coordenada vertical aumenta, logo
e portanto . - Como
e , da fórmula segue que .
Passo 5
Exemplo numérico rápido para fixar a ideia.
- Suponha
, , , . Então
um valor positivo. Isso ilustra que subir aumenta a energia potencial. (Se o bloco descesse,
seria negativo; se ficasse na mesma altura,
seria zero.)
Passo 6
Resumo final e ânimo.
- Conclusão: subir aumenta a altura, e por isso a energia potencial gravitacional aumenta. Está tudo certo — você já entendeu a ideia principal que cai sempre nas provas. Respira, isso é direto!
Resposta
(a) Positivo