Question

Duas pedras, sendo uma de 20kg e outra de 30kg,estão a 5m de altura em relação ao solo,qual das duas possui maior energia potencial gravitacional? Justifique sua resposta.​

Answer 1

A pedra de 30 kg possui maior energia potencial gravitacional.

Teoria

A energia potencial gravitacional é uma grandeza escalar, pois não precisa de sentido ou direção para existir, medida em joules, que mensura a quantidade de energia atribuída a um corpo de certa massa que se encontre a uma determinada altura em relação ao chão.

Cálculo

Em termos matemáticos, a energia potencial gravitacional é equivalente ao produto da massa pela aceleração da gravidade pela altura em que se encontra o corpo, tal como a equação I abaixo:  

$\boxed {\sf E_p = m \cdot g \cdot h} \; \; \textsf{(equa\c{c}{\~a}o I)}$

Ep = energia potencial gravitacional (em J);  

m = massa do corpo (em kg);  

g = aceleração da gravidade (em m/s²);  

h = altura do corpo (em m).

Aplicação

Para a pedra de 20 kg

Sabe-se, segundo o enunciado:  

$\sf \displaystyle \rightarrow \begin{cases} \sf E_p = \textsf{? J} \\\sf m = \textsf{20 kg} \\\sf g = \textsf{10 m/s}^2 \\\sf h = \textsf{5 m} \\\end{cases}$

Substituindo na equação I:

$\sf E_p = 20 \cdot 10 \cdot 5$

Multiplicando:

$\boxed {\sf E_p = \textsf{1000 J}}$  

Para a pedra de 30 kg

Sabe-se, segundo o enunciado:  

$\sf \displaystyle \rightarrow \begin{cases} \sf E_p = \textsf{? J} \\\sf m = \textsf{30 kg} \\\sf g = \textsf{10 m/s}^2 \\\sf h = \textsf{5 m} \\\end{cases}$

Substituindo na equação I:

$\sf E_p = 30 \cdot 10 \cdot 5$

Multiplicando:

$\boxed {\sf E_p = \textsf{1500 J}}$

Qual possui maior energia potencial gravitacional?

$\boxed {\sf Ep_\textsf{30 kg} = \textsf{1500 J}} > \boxed {\sf Ep_\textsf{20 kg} = \textsf{1000 J}}$

Portanto, a energia potencial gravitacional da pedra de 30 kg é maior.

Espero que a resposta seja satisfatória e correta, bons estudos!

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