Neste artigo você aprenderá o que é energia potencial gravitacional, como calcular a energia potencial gravitacional e, além disso, um exercício resolvido para entender melhor o conceito.
O que é energia potencial gravitacional?
Energia potencial gravitacional , ou simplesmente energia gravitacional , é a energia potencial associada ao campo gravitacional. Simplificando, a energia potencial gravitacional é a energia potencial que um corpo adquire quando colocado em um ponto de um campo gravitacional.
Assim, quanto mais próximo o corpo estiver da massa geradora do campo gravitacional, menor será sua energia potencial gravitacional. Da mesma forma, quanto mais longe o corpo estiver do centro do campo gravitacional, maior será a sua energia potencial gravitacional.
Fórmula para energia potencial gravitacional
A energia potencial gravitacional em um ponto é igual a menos a constante gravitacional universal vezes a massa que cria o campo gravitacional vezes a massa sobre a qual a força gravitacional atua dividida pela distância entre as duas massas.
Em outras palavras, a fórmula da energia potencial gravitacional é:
Ouro:
-
é a energia potencial gravitacional, cuja unidade no Sistema Internacional é o joule.
-
é a constante gravitacional universal, cujo valor é
.
-
é a massa do corpo que cria o campo gravitacional, expressa em quilogramas.
-
é a massa do corpo sobre o qual atua o campo gravitacional, expressa em quilogramas.
-
é a distância entre o corpo que cria o campo gravitacional e o corpo que recebe o efeito do campo gravitacional, expressa em metros.
Exemplo de cálculo de energia potencial gravitacional
Depois de vermos o significado da energia potencial gravitacional, abaixo está um exemplo concreto para que você possa ver como essa quantidade física é calculada.
- Qual é a energia potencial gravitacional adquirida por um corpo de 60 kg localizado a uma distância de 80 cm de uma massa de 220 kg?
Para determinar a energia potencial gravitacional, precisamos usar a fórmula que vimos acima:
Porém, para utilizar a fórmula, todos os valores devem ser expressos em unidades do Sistema Internacional. Portanto, antes de fazer o cálculo você deve primeiro converter a distância em metros:
Agora aplicamos a fórmula da energia potencial gravitacional e calculamos seu valor:
Como você pode ver, o valor da energia potencial gravitacional é insignificante com massas da ordem da vida cotidiana.
Propriedades da energia potencial gravitacional
A energia potencial gravitacional tem as seguintes características:
- A energia potencial gravitacional nunca pode ser positiva.
- E só pode ser de zero ao infinito.
- A energia potencial gravitacional é, portanto, sempre negativa.
- Além disso, a energia potencial gravitacional diminui à medida que as massas se aproximam.
- Por outro lado, a energia potencial aumenta quando as duas massas se afastam.
Energia potencial gravitacional e potencial gravitacional
O potencial gravitacional em um ponto indica o trabalho que uma força deve realizar para transportar um corpo com velocidade constante do infinito até aquele ponto no campo gravitacional.
Assim, a energia potencial gravitacional e o potencial gravitacional estão relacionados pela seguinte fórmula:
Ouro:
-
é a energia potencial gravitacional em um ponto, expressa em joules.
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é o potencial gravitacional em um ponto, cujas unidades são J/kg.
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é a massa do corpo colocado em um campo gravitacional e sobre o qual atua a força gravitacional, expressa em quilogramas.