Energia Potencial Gravitacional

O que é energia potencial gravitacional? Como calculá-la? Aprenda mais sobre energia nesta aula de Física para o Enem!

Nessa aula você irá aprender a importância da altura em relação à quantidade de energia potencial de um corpo. Aprenderá ainda como pode ser calculada e qual sua relação com a energia cinética. Fique com a gente e revise tudo o que você precisa saber sobre energia potencial para arrebentar em Física no Enem e nos vestibulares!

O que é energia potencial gravitacional?

A Terra pode exercer força de atração sobre um corpo posicionado a uma altura relativamente próxima da superfície terrestre, movimentando-o graças à atração gravitacional. A energia associada a esse corpo é chamada energia potencial gravitacional.

Para entender como essa energia funciona, vamos considerar um corpo de massa m, a altura h do solo, sob ação da força peso P. Veja no esquema abaixo:

aula de energia potencial

A energia potencial gravitacional do corpo m é igual ao trabalho que a força peso faz no deslocamento h. Sendo assim, matematicamente temos:

T = F.∆s

T = P. h

T = m.g.h

Sendo o trabalho igual a energia potencial gravitacional temos:

T = Ep

Ep = m.g.h

Assim como o Trabalho realizado por um corpo, a energia potencial gravitacional também é medida em Joules (o mesmo que Newton.metro).

Fácil, não é mesmo. Mas, você não pode bobear e confundir as coisas. Por isso, fique atento(a) a algumas observações a respeito dessa nova expressão:

  • A energia potencial de um corpo mede energia armazenada, que eventualmente pode ser convertida em outro tipo de energia. Se o corpo for abandonado de certa altura, a energia potencial gravitacional será convertida em energia cinética, uma vez que a queda é um movimento. É importante ter em mente que diferentes tipos de energia podem se converter em outros tipos;
  • A energia potencial depende da adoção de uma posição de referência. Por exemplo, se um prato estiver em uma prateleira de um armário, podemos adotar como nível de referência a altura dessa prateleira em relação ao solo. Lembre-se que no solo a energia potencial gravitacional é nula;
  • O cálculo da energia potencial não é tão importante quanto sua variação, pois é essa variação que leva à transformação desse tipo de energia em outra;
  • A energia potencial pode admitir valores negativos. No exemplo acima, se o corpo estivesse no fundo de um poço e adotando o nível do solo como referência, o trabalho da força peso seria negativo assim como a energia potencial associada e ele.

Onde poderíamos aplicar a energia potencial? A tirolesa é um exemplo de como essa energia é transformada. Na tirolesa as pessoas sobem a determinada altura e se jogam presas a um cabo esticado entre dois pontos com alturas distintas.

Assim a energia potencial gravitacional das pessoas que se jogam é convertida em energia cinética. A medida que se deslocam nessa linha, a energia potencial diminui, pois elas estão ficando mais próximas do solo. Já a energia cinética aumenta, pois a velocidade também aumenta.

Para entender melhor, vejamos um exemplo numérico:

Um objeto de massa 200 gramas é solto do alto de um balão distante do solo 50m. Calcule a energia potencial gravitacional desse objeto utilizando para aceleração da gravidade 9,8 m/s²

Resolução:

Massa 200g = 0,2 kg

g = 9,8 m/s²

altura = 50m

Aplicando os valores na fórmula temos:

Ep = 0,2 . 9,8 . 50 = 98 J

Fácil, não é mesmo? Agora, para fixar melhor o que você aprendeu, veja a videoaula do nosso canal sobre energia potencial gravitacional:

Agora resolva 10 exercícios sobre energia potencial:

 

.


 

Sobre o(a) autor(a):

Rodinei Pachani é mestre em Geofísica pela USP-SP, com licenciatura plena em matemática, possui pós-graduação em Gerência Financeira e especialização em Estatística Aplicada. Possui experiência de mais de 28 anos em sala de aula, tendo trabalhado com ensino médio, cursinhos e Faculdades. É autor do livro “Ciência ao alcance de todos” e possui um canal no YouTube onde realiza experimentos, explica conteúdos e resolve exercícios de física.