Você deixa cair um livro de
para uma amiga que está na calçada, a uma distância
abaixo de você. Se as mãos estendidas da sua amiga estão a uma distância
acima do solo (Fig. 3), qual é o valor de
no ponto em que o livro chegou às mãos da sua amiga?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Você está deixando cair um livro de
de uma altura de
acima do solo. Sua amiga está na calçada, e as mãos dela estão a
acima do chão. Queremos descobrir o valor da energia potencial gravitacional (
) no exato momento em que o livro chega às mãos dela. Para resolver isso, vamos precisar dos conceitos de energia potencial gravitacional e da relação entre altura e energia.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula da energia potencial gravitacional. Ela é dada por:
onde:
-
é a massa do objeto, -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente ), -
é a altura em relação ao ponto de referência, que nesse caso será o solo.
Passo 3
No início, o livro está a
acima do solo. Mas queremos saber a energia potencial quando ele está nas mãos da sua amiga, a
acima do solo. Então, a altura que vamos usar na fórmula de
é
.
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na fórmula da energia potencial:
Passo 5
Fazendo a multiplicação:
Resposta
O valor da energia potencial
no ponto em que o livro chega às mãos da sua amiga é de
.