Explore 11 exemplos reais de energia potencial gravitacional, ilustrando vividamente este conceito fundamental da física em situações cotidianas
Estamos interessados na energia potencial gravitacional do peso, que é mantida num objeto como resultado da sua posição vertical ou da atração gravitacional do objeto para a Terra. A massa do objeto e sua altura acima do ponto de referência zero são os fatores determinantes da energia potencial gravitacional. Este artigo lista alguns exemplos comuns de energia potencial em nossa vida diária.
Objeto elevado a uma altura
A própria introdução dá uma premissa a este exemplo.
Considere uma massa m que está sendo levantada verticalmente através de uma altura h contra a gravidade, através de um sistema de polias. Aqui, a força exercida pelo levantamento da caixa e a força exercida pela gravidade, Fg, são iguais. Portanto, o trabalho líquido realizado é igual à energia potencial gravitacional e é calculado multiplicando a quantidade da força gravitacional, Fg, pela distância vertical, h, que o peso percorreu.
Retirada destes forças fará com que o objeto caia de volta ao solo, convertendo assim a energia potencial gravitacional em energia cinética. O gravitacional energia potencial na altura especificada Presume-se que h permaneça estável. O zero da energia potencial gravitacional é intrigantemente um valor arbitrário. Gravitacional negativo a energia potencial pode ser observada abaixo do ponto zero, que também é conhecido como dado.
Água atrás da parede da barragem
Maneiras indiretas de utilizar a energia potencial gravitacional podem ser vistas nas indústrias hidrelétricas.
O acúmulo de energia potencial gravitacional é causado pela diferença na altura da água atrás de uma barragem hidrelétrica e da água no lado oposto. A queda da água de uma altura transforma sua energia potencial em energia cinética, que gira a turbina para gerar eletricidade.
Veículo estacionado no topo de uma colina
O veículo transfere energia cinética para energia potencial à medida que sobe a colina.
A elevação do veículo a uma certa altura acima do nível do solo permitiu-lhe atingir uma energia potencial gravitacional de mgh, onde m é a massa do veículo, g é a constante gravitacional e h é a altura alcançada acima do solo.
Assim que o veículo começa a descer a colina, ele desenvolve uma velocidade que transforma a energia potencial em energia cinética. A energia potencial armazenada na localização do veículo na crista da encosta é convertida em energia cinética.
Yo-yo esperando para ser lançado
Yo-yo testemunha o acúmulo de certa energia potencial antes de ser liberada.
O ioiô possui energia potencial gravitacional enquanto é mantido acima do solo, pois a gravidade já o está arrastando para baixo. Essa energia potencial no ioiô é convertida em energia cinética quando ele cai, que aumenta à medida que a distância entre o ioiô e o solo diminui. À medida que o ioiô é retido novamente, ele converte novamente a energia cinética e a armazena como energia potencial.
Água do rio no topo de uma cachoeira
A energia potencial gravitacional existe na água no topo de uma cachoeira muito alta.
A alta velocidade da água caindo do topo da cachoeira transforma a energia potencial gravitacional em energia cinética. Quando a água que flui do topo colide com a massa de água na base da cachoeira, a água espirra violenta e caoticamente em todas as áreas.
Uma parte da energia cinética obtida por água agora é convertido em energia cinética de equilíbrio dinâmico. Isso aumenta a energia interna da água e a aquece no fundo das cataratas.
Um livro sobre uma mesa à beira de cair
Um livro na beira de uma mesa, a poucos instantes de quedas, também exibe energia potencial gravitacional.
A atração gravitacional sofre oposição de algumas forças externas quando o livro é elevado acima do solo para mantê-lo sobre a mesa. A atração gravitacional fornece ao livro uma energia atrativa se ele cair de volta ao chão. A ação do livro caindo da mesa vivencia aceleração devido à gravidade o que causa a transformação da energia potencial em energia cinética.
A altura, massa e força de um objeto afetam mais toda a sua energia gravitacional do que o ponto de referência. Um livro sobre uma mesa possui, portanto, menos energia gravitacional do que um livro em cima de um escritório maior, e menos energia gravitacional do que um livro mais pesado sobre uma única mesa.
Uma criança no topo de um slide
Energia potencial gravitacional é qualquer energia armazenada que pode cair ou se mover.
Qualquer entidade prestes a cair experimenta energia potencial gravitacional. O jovem tem energia potencial gravitacional no topo do escorregador no início. Como parte da energia foi convertida em calor devido ao atrito no escorregador, quando o jovem chega ao fundo ele possui energia cinética e térmica.
Bola gigante de uma máquina demolidora
A energia potencial gravitacional da bola de demolição é decidida pela grande massa da bola e pela altura a que é elevada.
Existe uma relação direta entre a energia potencial gravitacional e a massa de um objeto, bem como sua altura acima do ponto de referência. A elevação causa um aumento na energia potencial gravitacional do objeto.
Uma criança em um balanço
Uma criança que se diverte em um movimento de vaivém desenvolve energia potencial gravitacional devido à sua altura acima do solo.
A energia potencial gravitacional de uma criança pode ser calculada medindo a massa e a altura da criança acima do solo. A energia potencial gravitacional do objeto aumenta à medida que a altura acima do solo aumenta.
Fruta madura antes de se desprender do galho
A energia potencial cinética e gravitacional de qualquer objeto que sobe ou desce muda.
A força da gravidade é uma atração entre dois ou mais pontos ou grandes massas, semelhante àquela entre as massas e a Terra. É o fator determinante na peso identificação e, portanto, o fruto possui energia gravitacional nesta condição.
Um pássaro sentado em um galho de árvore
O pássaro pousado no topo de um galho de árvore tem energia potencial gravitacional.
Isso se deve ao fato de que, enquanto está na árvore, está mais longe do solo do que no solo.
Vaso de flores pendurado no convés
Um vaso de flores pendurado em uma referência é outro exemplo.
Um vaso de flores suspenso possui energia potencial gravitacional devido à sua massa a uma certa altura do solo ou do datum.
Avião sobrevoando
Quando o avião decola, os motores emitem energia química em termos de combustível que se converte em energia mecânica durante o vôo, que impulsiona as operações mecânicas como o giro das pás do ventilador ou hélices, etc.
A energia mecânica cria impulso, o que aumenta a velocidade do avião. A energia mecânica é transformada em energia cinética quando a velocidade do avião aumenta. Quando a aeronave começa a ganhar altitude, essa energia mecânica começa a ser convertida em energia potencial gravitacional.
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Tenho formação em Engenharia Aeroespacial, atualmente trabalhando na aplicação da Robótica na Indústria de Defesa e na Ciência Espacial. Sou um aprendiz contínuo e minha paixão pelas artes criativas me mantém inclinado a projetar novos conceitos de engenharia.
Com os robôs substituindo quase todas as ações humanas no futuro, gosto de trazer aos meus leitores os aspectos fundamentais do assunto de uma forma fácil, mas informativa. Também gosto de me manter atualizado com os avanços da indústria aeroespacial simultaneamente.