Questão 2) Uma bola de 2 kg está a 10 m de altura. Considere \mathrm{g}=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}. Qual é a energia potencial gravitacional da bola?

Passo 1

O que o enunciado pede: calcular a energia potencial gravitacional da bola.
Informações fornecidas:
  • massa da bola: m=2\\ \mathrm{kg}.
  • altura em relação a um referencial (ponto zero): h=10\\ \mathrm{m}.
  • aceleração da gravidade: g=10\\ \mathrm{m/s^{2}}.

Passo 2

Fórmula que vamos usar (é a definição usual de energia potencial gravitacional perto da superfície da Terra):
U = m g h
Explicando cada coisa nessa fórmula:
  • U é a energia potencial gravitacional (o que queremos calcular).
  • m é a massa do objeto (em \mathrm{kg}).
  • g é a aceleração da gravidade no local (em \mathrm{m/s^{2}}).
  • h é a altura do objeto em relação ao referencial escolhido (em \mathrm{m}).
Intuição curta: essa energia representa o trabalho que seria necessário para levar a massa do referencial até a altura h contra a gravidade.

Passo 3

Agora substituímos os valores dados na fórmula:
U = m g h = 2 \times 10 \times 10

Passo 4

Fazendo as multiplicações (passo a passo):
2 \times 10 = 20
20 \times 10 = 200
Unidades: \mathrm{kg}\cdot\mathrm{m/s^{2}}\cdot\mathrm{m} = \mathrm{kg}\cdot\mathrm{m^{2}/s^{2}}, que é a definição de joule. Portanto a unidade do resultado é \mathrm{J}.

Passo 5

Interpretação final curta e incentivo: o número encontrado é a energia armazenada devido à posição da bola a 10\\ \mathrm{m} do solo (relativa ao referencial escolhido). Dá pra ver que se a bola cair essa energia vai se transformar em energia cinética; estudar essas trocas é bem útil em física e cai bastante em prova — você já está no caminho certo!

Resposta

200\\ \mathrm{J}

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