Atividade: Energia Potencial Gravitacional

Nesta atividade, nós vamos praticar o cálculo de variações na energia de um objeto num campo gravitacional utilizando a definição de energia potencial gravítica, E = mgh.

Q1:

Um pássaro voando sobre o mar tem um peso de 15 N e tem uma constante de 765 J de energia potencial gravitacional. Até que ponto acima do mar o pássaro voa?

Q2:

Uma mulher caminha ao longo de uma ponte, segurando na mão um pequeno celular com um peso de 0,75 N. O telefone é mantido a uma altura de 1,2 m acima da superfície da ponte. A ponte está a 4,3 m acima da superfície de um rio. Quão maior é a energia potencial gravitacional do telefone preso na mão da mulher na ponte do que a energia potencial gravitacional do telefone na superfície do rio?

Q3:

Uma partícula de poeira com uma massa de 0,22 g está a uma distância de 1‎ ‎250 m de um pequeno fragmento de gelo que tem uma massa de 1,5 g. Ambos os objetos estão localizados no espaço profundo, extremamente longe de quaisquer estrelas ou outros objetos de qualquer tipo. A força gravitacional que os objetos exercem um sobre o outro é insignificante, assim como a força gravitacional da partícula de poeira ou do fragmento de gelo de qualquer outro objeto.

Qual é a energia potencial gravitacional da partícula de poeira?

Qual é a energia potencial gravitacional do fragmento de gelo?

Q4:

Um objeto com uma massa de 10 kg está posicionado 15 m acima da superfície de um planeta desconhecido. O objeto tem 1 8 0 0 J de energia potencial gravitacional. Qual é a aceleração devido à gravidade na superfície do planeta?

Q5:

Um objeto mantido em um ponto acima do solo tem 2 3 5 2 J de energia potencial gravitacional. A massa do objeto é 20 kg. Quão longe acima do solo está o objeto?

Q6:

Um objeto com uma massa de 15 kg está em um ponto 10 m acima do chão. Qual é a energia potencial gravitacional do objeto?

Q7:

A quantidade é o deslocamento vertical de um objeto de uma determinada posição. A quantidade 𝐸 é a energia potencial gravitacional do objeto. Qual das seguintes fórmulas mostra corretamente a relação entre , 𝐸 , a massa do objeto e a aceleração do objeto pela gravidade?

  • A 𝐸 = 𝑚 𝑔
  • B 𝐸 = 𝑚 𝑔
  • C 𝐸 = 𝑔 𝑚
  • D 𝐸 = 𝑚 𝑔
  • E 𝐸 = 𝑚 𝑔

Q8:

Uma maçã pendurada no ramo de uma árvore 4,5 m acima do solo tem um peso de 1,2 N. Qual é a energia potencial gravítica da maçã?

Q9:

Um objeto mantido num ponto 1,5 m acima do solo tem 1 1 7 6 J de energia potencial gravítica. Qual é a massa do objeto?

Q10:

Uma sala contém um livro, uma cadeira, uma prateleira e porta que leva à cave, como se mostra na figura. O livro tem um peso de 7,5 N. O assento da cadeira está 0,45 m acima do chão da sala, a prateleira está 1,5 m acima do chão da sala e o chão da cave está 2,2 m abaixo do chão. O livro é colocado em várias posições e a sua energia potencial gravítica depende da sua posição.

Quanto é que a energia potencial gravítica do livro decresce se este é largado num ponto no chão da sala, à esquerda da porta para a cave?

Quanto é que a energia potencial gravítica do livro decresce se este é largado num ponto no chão da sala, à direita da porta para a cave?

Quanto é que a energia potencial gravítica do livro decresce se este é largado num ponto à altura do assento da cadeira?

Quanto é que a energia potencial gravítica do livro decresce se este é largado num ponto à altura da prateleira?

A porta é aberta e a cadeira movida para perto da porta. Um leitor senta-se na cadeira e segura o livro a uma certa altura do assento da cadeira, mas por cima da porta aberta. Quanto é que a energia potencial gravítica do livro decresce se este for largado deste ponto?

A cadeira é movida de forma que assenta no chão da cave. O leitor senta-se na cadeira e segura o livro a uma certa altura do assento da cadeira. Quanto é que a energia potencial gravítica do livro decresce se este é largado neste ponto?

A porta é aberta e o livro é deslocado verticalmente do chão da cave até um ponto que está à mesma altura acima do chão da sala que da prateleira. Quanto é que a energia potencial gravítica do livro aumenta?

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