Unidade
3
Forças, Movimentos e Energia
Unidade
3
Forças, Movimentos e Energia
3.2 Energia potencial gravítica
FTerra/corpo
Fcorpo/Terra
Um corpo nas proximidades da Terra sofre a atração do Planeta (força gravítica)…
… mas o corpo também atrai o planeta Terra.
Há uma energia potencial associada ao sistema «corpo + Terra»
que resulta da interação gravítica entre o corpo e o Planeta.
Considera uma bola que se encontra no topo de um farol.
A bola está sujeita à atração gravítica exercida pela Terra.
Sabemos que tem energia armazenada — energia potencial —, pois,
caso seja largada, entra rapidamente em movimento até atingir o solo.
À energia armazenada na bola quando se encontra no topo do farol,
dá-se o nome de energia potencial gravítica.
Considera duas bolas semelhantes que se encontram no farol.
B
Qual das bolas possui maior energia potencial gravítica?
Em caso de dúvida, basta pensar que:
inicialmente, ambas as bolas se encontram em repouso;
A
quando abandonadas da altura respetiva, as bolas entram
em movimento de queda livre;
durante a queda, a energia potencial gravítica transforma-se
em energia cinética (movimento);
a velocidade da bola B é superior à da A ao atingir o solo.
Considera duas bolas semelhantes que se encontram no farol.
B
Qual das bolas possui maior energia potencial gravítica?
Como, ao atingir o solo, a velocidade de B é maior do que a de A,
pode concluir-se que a energia potencial gravítica convertida
em movimento foi maior no caso da bola B.
A
A bola B tem inicialmente maior energia potencial gravítica.
Quanto maior é a distância de um corpo ao solo,
maior é a sua energia potencial gravítica.
Considera duas bolas de massa diferente que se encontram no farol.
A
B
A massa de B é superior à massa de A.
Qual das bolas possui maior energia potencial gravítica?
A bola B, como tem maior quantidade de matéria (maior massa),
tem inicialmente maior energia potencial gravítica.
Para uma dada distância ao solo,
quanto maior é a massa de um corpo,
maior é a sua energia potencial gravítica.
A energia potencial gravítica depende de dois fatores:
da distância do corpo ao solo;
da massa do corpo.
A energia potencial gravítica de um corpo nas proximidades
do planeta Terra pode ser calculada da seguinte forma:
Epg = m g h
(J) (kg) (m s–2) (m)
Epg — energia potencial gravítica;
m — massa do corpo;
g — aceleração da gravidade na Terra (9,81 m s–2);
h — altura do corpo em relação ao solo
(considera-se a energia potencial gravítica ao nível do solo como sendo nula).
Conclusão
A energia potencial gravítica resulta da interação gravítica
dos corpos com o planeta em que se encontram.
A energia potencial gravítica é diretamente proporcional
à massa do corpo e à sua altura relativamente ao solo.