Question

Considere a figura abaixo que representa uma esfera de 2kg situada entre o teto e o piso de uma casa. Em relação à parte superior do armário, a energia potencial da esfera, em J, vale: adote g: 10 m/s^2

gabarito: -20

Answer 1

Acredito que devemos pensar na posição da bola em ambos os casos (na atual e à altura do armário).

Epg = m * g * ΔH
Epg → Energia potencial gravitacional;
m → Massa;
g → Ac. gravitacional;
ΔH → Altura...

Do piso ao teto há (2 + 1) = 3 metros.
Da parte superior ao teto há 1 metro.
Logo, do piso à parte superior há (3 - 1) = 2 metros.

O centro de gravidade da bola está a 1 m do chão. A sua Epg é :
Epg = m * g * ΔH (m → 2 Kg, g → 10 m/s² e ΔH → 1 m)
Epg = 2 * 10 * 1
Epg = 20 Joules

Se o centro de gravidade da bola estivesse na mesma altura que a parte superior do armário (isto é, 2 m do chão), então esta teria :

Epg' = m * g * ΔH (m → 2 Kg, g → 10 m/s² e ΔH → 2 m)
Epg' = 2 * 10 * 2
Epg = 40 Joules

Como a bola está na primeira situação (Epg = 20 J), em relação à segunda situação (Epg' = 40 J), ele tem (20 - 40) = -20 Joules a menos de energia potencial do que se ela estivesse à altura do armário.
Lembrando que ao subir, ela ganha Epg.