Um troféu de massa
sendo mostrado por um atleta (a uma altura
escorrega de suas mãos e cai em um de seus dedos do pé cujo topo se encontra a
do chão. Escolhendo o nível do chão como o referencial
0 do sistema de coordenadas, encontre a variação na energia potencial gravitacional do sistema troféu-Terra quando o mesmo cair.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular: temos um troféu de massa m = 2,00 kg que tá a uma altura inicial yᵢ = 0,50 m (referência y = 0 no chão). Ele escorrega e vai parar num ponto a y_f = 0,0300 m. A matéria envolvida é Energia Potencial Gravitacional, e a ideia é calcular a variação ΔU = U_f – U_i usando ΔU = m·g·(y_f – yᵢ).
Passo 2
O que é Energia Potencial Gravitacional?
Sempre que você levanta um objeto contra o peso da Terra, você “guarda” energia nele. Essa energia é U = m·g·y, onde:
Sempre que você levanta um objeto contra o peso da Terra, você “guarda” energia nele. Essa energia é U = m·g·y, onde:
- m é a massa (em kg)
- g é a aceleração da gravidade (aprox. 9,8 m/s²)
- y é a altura em relação ao referencial (aqui o chão, y=0)
Como a gente quer a variação de U quando o troféu cai, usamos:
Passo 3
Agora é só trocar pelos números:
m = 2,00 kg
g = 9,8 m/s²
y_i = 0,50 m
y_f = 0,0300 m
m = 2,00 kg
g = 9,8 m/s²
y_i = 0,50 m
y_f = 0,0300 m
Primeiro calcula a diferença de altura:
Então:
Resposta
A variação da energia potencial gravitacional do sistema troféu–Terra é