Question

Qual é a energia armazenada em um corpo de massa de 2 kg quando suspenso a uma altura de 1,2 M em relação à superfície da Terra, em um local onde a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s?

Answer 1

A energia armazenada é chamada de "Energia potencial", que por sua vez, também pode ser considerada uma energia de posição.
Tomando como referencial alguém que está na terra e parado em relação a ela, pode nos supor o seguinte exemplo: na frente dessa pessoa, há um livro parado no chão, na mesma altura dos pés dela. se nenhuma força agir sobre o livro, consoante as leis de Newton, ele se manterá parado. Bom, com isso é possível gerar a afirmação: se quando um corpo está parado, a força resultante nele é zero, então, se ele entrar em movimento, deve haver uma força.
Retomando ao exemplo, se o indivíduo decidir pegar o livro, levantando-o a uma certa altura e soltar, este cairá. Ou seja, o corpo entrou em movimento, mas nós sabemos que se um corpo entra em movimento é porque uma força agiu sobre ele, que força é essa?
A força peso, que é uma força cuja aceleração é a denominada gravidade. Isto é, uma força que a terra faz "puxando" os corpos em direção ao seu centro.

Entretanto, há um porém, o livro só caiu quando a pessoa em questão o soltou. O que explica isso?
o que explica isso, é o conceito de Energia potencial. Nós sabemos como se calcula a força peso:
$p = m \times g$
e que se a gravidade não mudar e o corpo analizado for o mesmo, ela é constante. implicando que o único fator que alterará a conta será a altura.

Sabendo que a força Peso não para de agir independente de haver uma barreira ( no caso, a mão da pessoa), podemos supor que há uma força contrária (de mesma direção e sentidos opostos) e se mesmo módulo (mesmo valor) - e realmente há-, chamamos essa força de força Normal, que é a força gerada por uma superfície em "contato".
Porém, se aumentarmos a altura desse objeto, a energia armazenada nele aumentará, isto é, a energia que será convertida em movimento (energia cinética) se elevará. Esse é o conceito de Energia Potencial, que neste caso, é a gravitacional, porque é influenciada pela força da gravidade.

Assim, experimentalmente, é fácil perceber que a energia potencial depende de dois fatores: da força peso e a altura. E são exatamente eles que são multiplicados.

matematicamente e estudando assim:

$e = p \times h$
ou

$e = m \times g \times h$

sendo:
•p = peso;
•m = massa;
•g = aceleração da gravidade;
•h = altura;
•e(ou Ep) = Energia Potencial.

Indo para o exercício:

Ep = m × g × h
Ep = 2 × 10 × 1,2
Ep = 24 J (joules).