Abaixo vemos um objeto de 1 kg que está inicialmente 1 m acima do solo e atinge uma altura de 2 m . Ana, Bob e Carlos medem sua posição, mas cada um deles usa um sistema de coordenadas diferente. Preencha a tabela para mostrar as energias potenciais gravitacionais iniciais e finais e
medidas por nossos três aspirantes a cientistas.
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Ana | |||
Bob | |||
Carlos |
Passo 1
Beleza, vamos entender o que tá rolando aqui. Temos um objeto de 1 kg que começa a 1 metro do chão e sobe até 2 metros. Ana, Bob e Carlos estão medindo a energia potencial gravitacional desse objeto, mas cada um deles usa um sistema de coordenadas diferente. Nosso objetivo é preencher a tabela com as energias potenciais iniciais (
), finais (
) e a variação da energia potencial (
) para cada um deles.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é energia potencial gravitacional. Ela é a energia que um objeto tem devido à sua posição em um campo gravitacional. A fórmula para calcular essa energia é:
Onde:
-
é a massa do objeto (1 kg) -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente ) -
é a altura em relação ao ponto de referência
Passo 3
Como Ana, Bob e Carlos usam sistemas de coordenadas diferentes, o valor de
(altura) pode variar para cada um, dependendo de onde cada um considera o zero da altura. Vamos supor que:
- Ana considera o chão como
- Bob considera o ponto inicial (1 m) como
- Carlos considera o ponto final (2 m) como
Passo 4
Agora, vamos calcular as energias potenciais para cada um:
Ana:
- Energia Inicial (
): - Energia Final (
): - Variação (
):
Bob:
- Energia Inicial (
): Como Bob considera 1 m como zero, inicialmente o objeto está a : - Energia Final (
: O objeto sobe 1 m, então : - Variação (
):
Carlos:
- Energia Inicial (
): Carlos considera 2 m como zero, então inicialmente o objeto está a : - Energia Final (
): No final, o objeto está a zero: - Variação (
):
Resposta
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Ana | 9,8 J | 19,6 J | 9,8 J |
Bob | 0 J | 9,8 J | 9,8 J |
Carlos | -9,8 J | 0 J | 9,8 J |
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b)
c)
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a)
b)
c)
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a. Um carro de 1.000 kg que acelera uniformemente de 0 a
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