{"id":91701,"date":"2023-05-31T06:48:31","date_gmt":"2023-05-31T09:48:31","guid":{"rendered":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/?p=91701"},"modified":"2024-09-26T14:11:08","modified_gmt":"2024-09-26T17:11:08","slug":"energia-gravitacional","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/energia-gravitacional\/","title":{"rendered":"Energia gravitacional: defini\u00e7\u00e3o, caracter\u00edsticas e tipos"},"content":{"rendered":"<p>Na f&iacute;sica, o conceito de energia gravitacional trata sobre todo o conte&uacute;do energ&eacute;tico que est&aacute; armazenado em um corpo, a depender de sua posi&ccedil;&atilde;o em altura, trata-se de um tipo de energia potencial. A principal fun&ccedil;&atilde;o &eacute; transformar-se em energia cin&eacute;tica, que permite a movimenta&ccedil;&atilde;o dos objetos no espa&ccedil;o.&nbsp;<p>O Enem &eacute; uma prova que, com muita frequ&ecirc;ncia, cobra quest&otilde;es sobre energia gravitacional, potencial e cin&eacute;tica, de diferentes pontos de vista: tanto em termos conceituais, como no sentido matem&aacute;tico, com c&aacute;lculos e uma interpreta&ccedil;&atilde;o mais exata dos fen&ocirc;menos.&nbsp;<\/p><p>Para te ajudar com esse assunto, a Coruja preparou um resumo sobre a defini&ccedil;&atilde;o, tipos e caracter&iacute;sticas da energia potencial, acompanhada das principais f&oacute;rmulas f&iacute;sicas. Al&eacute;m disso, veja resolu&ccedil;&atilde;o de quest&otilde;es do Enem que cobram o tema. Continue lendo e conhe&ccedil;a mais!<\/p><div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_76 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-transparent ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\"><p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Navegue pelo conte\u00fado<\/p>\n<\/div><nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/energia-gravitacional\/#O-que-e-energia-potencial\" >O que &eacute; energia potencial?<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/energia-gravitacional\/#Energia-potencial-gravitacional\" >Energia potencial gravitacional<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/energia-gravitacional\/#Energia-potencial-elastica\" >Energia potencial el&aacute;stica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/energia-gravitacional\/#Questoes-do-Enem\" >Quest&otilde;es do Enem<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/energia-gravitacional\/#Estude-mais-com-a-Coruja\" >Estude mais com a Coruja!<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-o-que-e-energia-potencial\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"O-que-e-energia-potencial\"><\/span>O que &eacute; energia potencial?<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Quando uma energia est&aacute; armazenada em um corpo qualquer, &eacute; denominada de energia potencial. Geralmente, esse potencial energ&eacute;tico acontece porque o corpo est&aacute; em uma posi&ccedil;&atilde;o do espa&ccedil;o que &eacute; influenciado pela <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/gravidade\/\" target=\"_blank\">gravidade <\/a>ou constantes el&aacute;sticas.<\/p><p>Ou seja, pode cair e sofrer acelera&ccedil;&atilde;o; em <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=y2RM6ydC-2Y&amp;pp=ygUXZW5lcmdpYSBlc3RyYXRlZ2lhIHZlc3Q%3D\" target=\"_blank\">f&iacute;sica<\/a>, a acelera&ccedil;&atilde;o est&aacute; atrelada &agrave; velocidade e assim o corpo pode se mover, o que transforma a energia armazenada em energia cin&eacute;tica. Por outro lado, em molas e el&aacute;sticos, h&aacute; sempre uma capacidade de se deformar e liberar energia, como quando um estilingue &eacute; utilizado &mdash; isso significa que o material armazena energia potencial e tamb&eacute;m pode haver transforma&ccedil;&atilde;o para cin&eacute;tica.&nbsp;<\/p><p>A convers&atilde;o do potencial energ&eacute;tico em uma tipo espec&iacute;fico de energia (cin&eacute;tica ou gravitacional, por exemplo) depende da a&ccedil;&atilde;o de uma for&ccedil;a sobre o corpo. Por defini&ccedil;&atilde;o f&iacute;sica, a resultante das for&ccedil;as sobre um sistema &eacute; dada pela multiplica&ccedil;&atilde;o entre massa e acelera&ccedil;&atilde;o, o que modifica o estado do corpo no espa&ccedil;o &mdash; traz para um deslocamento ou deforma&ccedil;&atilde;o do corpo.<\/p><p>O conceito de energia potencial independe do caminho tomado pelo corpo, apenas de sua posi&ccedil;&atilde;o no espa&ccedil;o e do armazenamento energ&eacute;tico poss&iacute;vel. Diante disso, considera-se apenas a posi&ccedil;&atilde;o inicial e final do objeto.&nbsp;<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-energia-potencial-gravitacional\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Energia-potencial-gravitacional\"><\/span>Energia potencial gravitacional<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Como aponta o nome, a energia potencial gravitacional diz respeito &agrave; energia armazenada em um sistema a partir de sua altura. Afinal, com a diferen&ccedil;a de altura at&eacute; o solo, a acelera&ccedil;&atilde;o da gravidade ter&aacute; influ&ecirc;ncia sobre o corpo, gerando energia cin&eacute;tica, que tem rela&ccedil;&atilde;o com a <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/velocidade-escalar\/\" target=\"_blank\">velocidade<\/a>.<\/p><p>Se uma for&ccedil;a &eacute; necess&aacute;ria para transformar a energia potencial em outras formas energ&eacute;ticas, a principal entidade que atua neste caso &eacute; a for&ccedil;a peso. Lembre-se que ela ser&aacute; definida pela massa do corpo (m) multiplicada pela acelera&ccedil;&atilde;o da gravidade (g): P = m.g.&nbsp;<\/p><p>Com isso, a energia armazenada naquele corpo &eacute; dada pelo trabalho que pode ser realizado pela for&ccedil;a peso. Em f&iacute;sica, a defini&ccedil;&atilde;o de trabalho (T) &eacute; dada por T = For&ccedil;a.dist&acirc;ncia percorrida, ent&atilde;o a energia potencial gravitacional ser&aacute; tomada como:<\/p><p>E <sub>Potencial Gravitacional <\/sub>= T <sub>For&ccedil;a Peso <\/sub>= For&ccedil;a peso.dist&acirc;ncia percorrida<\/p><p>Nesse caso, a dist&acirc;ncia de deslocamento do corpo &eacute; dada pela altura do objeto em rela&ccedil;&atilde;o ao solo (h):<\/p><p>E <sub>potencial gravitacional <\/sub>= T<sub>For&ccedil;a Peso <\/sub>= For&ccedil;a peso.altura<\/p><p>E <sub>Potencial Gravitacional <\/sub>= T<sub>For&ccedil;a Peso <\/sub>= m.g.h&nbsp;<\/p><p>E <sub>Potencial Gravitacional <\/sub>= P.h&nbsp;<\/p><p>&Eacute; importante manter as unidades conforme o Sistema Internacional de Unidades:<\/p><ul class=\"wp-block-list\">\n<li>A massa &eacute; dada em unidades de quilogramas (kg);<\/li>\n\n\n\n<li>A gravidade &eacute; referida como uma acelera&ccedil;&atilde;o m\/s<sup>2<\/sup>;<\/li>\n\n\n\n<li>h, a altura deve ser inserida na unidade de metros (m); e&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li>As energias s&atilde;o sempre medidas em Joules (J).<\/li>\n<\/ul><p>Para a determina&ccedil;&atilde;o da altura, &eacute; necess&aacute;rio encontrar um marco zero da trajet&oacute;ria vertical. Em geral, admite-se que o solo vale 0 e tudo que est&aacute; acima dele ser&aacute; quantificado em metros. Por exemplo, sendo o ch&atilde;o o ponto inicial, um edif&iacute;cio de altura 200m ter&aacute; h = 200m.&nbsp;<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-energia-potencial-elastica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Energia-potencial-elastica\"><\/span>Energia potencial el&aacute;stica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A energia potencial el&aacute;stica trata sobre o armazenamento energ&eacute;tica em corpos que apresentam consta el&aacute;stica, como molas e tecidos el&aacute;sticos. Por exemplo, quando esticamos um el&aacute;stico em sua capacidade m&aacute;xima e depois ele &eacute; solto ou afrouxado bruscamente, a energia &eacute; transformada em cin&eacute;tica, a partir da for&ccedil;a el&aacute;stica (F<sub>EL<\/sub>).&nbsp;<\/p><p>Como f&oacute;rmula, esse tipo de energia potencial &eacute; dado pelo trabalho da F<sub>EL<\/sub>:<\/p><p>E<sub> Potencial El&aacute;stico<\/sub> : (k.x<sup>2<\/sup>)\/2<\/p><p>Nesse c&aacute;lculo k &eacute; a constante el&aacute;stica, medida em N\/m e x &eacute; o deslocamento em rela&ccedil;&atilde;o a posi&ccedil;&atilde;o de equil&iacute;brio (tamanho natural do el&aacute;stico ou mola), ele tamb&eacute;m &eacute; medido em metros. Por fim, a energia potencial el&aacute;stica ser&aacute; medida em Joules (J).&nbsp;<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-questoes-do-enem\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Questoes-do-Enem\"><\/span>Quest&otilde;es do Enem<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>(Enem 2017) Bolas de borracha, ao ca&iacute;rem no ch&atilde;o, quicam v&aacute;rias vezes antes que parte da sua energia mec&acirc;nica seja dissipada. Ao projetar uma bola de futsal, essa dissipa&ccedil;&atilde;o deve ser observada para que a varia&ccedil;&atilde;o na altura m&aacute;xima atingida ap&oacute;s um n&uacute;mero de quiques seja adequada &agrave;s pr&aacute;ticas do jogo. Nessa modalidade &eacute; importante que ocorra grande varia&ccedil;&atilde;o para um ou dois quiques. Uma bola de massa igual a 0,40 kg &eacute; solta verticalmente de uma altura inicial de 1,0 m e perde, a cada choque com o solo, 80% de sua energia mec&acirc;nica. Considere desprez&iacute;vel a resist&ecirc;ncia do ar e adote g = 10 m\/s<sup>2<\/sup>.<\/p><p>O valor da energia mec&acirc;nica final, em joule, ap&oacute;s a bola quicar duas vezes no solo, ser&aacute; igual a:<\/p><p>a) 0,16.<\/p><p>b) 0,80.<\/p><p>c) 1,60.<\/p><p>d) 2,56.<\/p><p>e) 3,20.<\/p><p>Com as informa&ccedil;&otilde;es do enunciado, podemos complicar que&nbsp;<\/p><p>m = 0,4 kg<\/p><p>g = 10 m\/s<sup>2<\/sup><\/p><p>h = 1m&nbsp;<\/p><p>A energia potencial gravitacional inicial ser&aacute; dada por:<\/p><p>E<sub>PG1&nbsp; <\/sub>= m.g.h<\/p><p>E<sub>PG1&nbsp; <\/sub>= 0,4.10.1<\/p><p>E<sub>PG1&nbsp; <\/sub>= 4 J<\/p><p>Ao chocar com o ch&atilde;o pela primeira vez, 80% dessa energia ser&aacute; perdida para o ambiente:<\/p><p>Perda ao primeiro choque = E<sub>PG1 <\/sub>. 0,8<\/p><p>Perda ao primeiro choque = 4<sub> <\/sub>. 0,8<\/p><p>Perda ao primeiro choque = 3,2<\/p><p>A energia armazenada, depois disso, ser&aacute; dada pela diferen&ccedil;a entre E<sub>PG1 <\/sub>e a perda ao primeiro choque:<\/p><p>&nbsp;E<sub>PG2 <\/sub>=<sub> <\/sub>E<sub>PG1<\/sub> &ndash; Perda ao primeiro choque&nbsp;&nbsp;<\/p><p>E<sub>PG2 <\/sub>=<sub> <\/sub>4&nbsp; &ndash; 3,2<\/p><p>E<sub>PG2 <\/sub>=<sub> <\/sub>0,8<\/p><p>Agora, haver&aacute; um segundo choque da bola contra o ch&atilde;o, tamb&eacute;m com perda de 80% dessa energia E<sub>PG2<\/sub>.<\/p><p>Perda ao segundo choque = E<sub>PG2 <\/sub>. 0,8<\/p><p>Perda ao segundo choque = 0,8<sub> <\/sub>. 0,8<\/p><p>Perda ao segundo choque = 0,64<\/p><p>Novamente, a energia ao final desse processo (E<sub>PG3<\/sub>) ser&aacute; considerada como:&nbsp;<\/p><p>E<sub>PG3 <\/sub>=<sub> <\/sub>E<sub>PG2<\/sub> &ndash; Perda ao segundo choque<\/p><p>E<sub>PG3 <\/sub>=<sub> <\/sub>0,8 &ndash; 0,64<\/p><p>E<sub>PG3 <\/sub>=<sub> <\/sub>&nbsp;0,16, como aponta a <strong>alternativa A<\/strong>.<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-estude-mais-com-a-coruja\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Estude-mais-com-a-Coruja\"><\/span>Estude mais com a Coruja!<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>O Estrat&eacute;gia Vestibulares &eacute; uma plataforma de estudo com milhares de quest&otilde;es de vestibulares respondidas de todo o Pa&iacute;s: o<a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategiaeducacional.com.br\/\" target=\"_blank\"> Banco de Quest&otilde;es<\/a> abrange todas as disciplinas, com resolu&ccedil;&atilde;o de professores especialistas e muitos v&iacute;deos explicativos.&nbsp;<\/p><p>Nos cursos preparat&oacute;rios da Coruja, voc&ecirc; ter&aacute; acesso a aulas espec&iacute;ficas, de acordo com o conte&uacute;do program&aacute;tico de cada disciplina, com material did&aacute;tico de qualidade, em diferentes plataformas multim&iacute;dias. 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