Exercícios sobre energia potencial gravitacional

(Fuvest — adaptada) No rótulo de uma lata de leite em pó lê-se “valor energético: 1509 kJ por 100 g (361 kcal)”. Se toda energia armazenada em uma lata contendo 400 g de leite fosse utilizada para levantar um objeto de 10 kg, a altura máxima atingida seria de aproximadamente (g = 10 m/s²):

A) h = 50,37 km

B) h = 71,36 km

C) h = 61,37 km

D) h = 60,36 km

E) h = 70,36 km

(Anhembi Morumbi) Considere um ônibus espacial, de massa aproximada \(1,0\cdot 10^5\ kg\), que, dois minutos após ser lançado, atingiu a velocidade de \(1,34\cdot 10^3\ m/s\) e a altura de \(4,5\cdot 10^4\ m\). Sabendo que a aceleração gravitacional terrestre vale 10 m/s², é correto afirmar que, naquele momento, as energias cinética e potencial, aproximadas, em joules, desse ônibus espacial, em relação ao solo, eram, respectivamente,

A) \(3,0\cdot 10^{10}\) e \(9,0\cdot 10^{10}\)

B) \(9,0\cdot 10^{10}\) e \(4,5\cdot 10^{10}\)

C) \(9,0\cdot 10^{10}\) e \(3,0\cdot 10^{10}\)

D) \(3,0\cdot 10^{10}\) e \(4,5\cdot 10^{10}\)

E) \(4,5\cdot 10^{10}\) e \(3,0\cdot 10^{10}\)

(UCB) Determinado atleta usa 25% da energia cinética obtida na corrida para realizar um salto em altura sem vara. Se ele atingiu a velocidade de 10 m/s, considerando g = 10 m/s², a altura atingida em razão da conversão de energia cinética em potencial gravitacional é a seguinte:

A) 1,12 m.

B) 1,25 m.

C) 2,5 m.

D) 3,75 m.

E) 5 m.

A respeito dos tipos de energia potencial, marque a alternativa incorreta:

a) A energia potencial gravitacional é armazenada em virtude da posição ocupada por um objeto qualquer.

b) A constante elástica de uma mola indica se ela é de fácil ou difícil deformação.

c) A energia potencial elástica é a metade do produto da constante elástica pela deformação sofrida pela mola.

d) A energia potencial elástica é armazenada em um material elástico em virtude de sua deformação.

e) Relacionar o conceito de energia somente à ideia de movimento é um erro, uma vez que, ao ocupar uma posição, um corpo possui energia potencial armazenada.

(Fatec) Um bloco de massa 0,60 kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano vertical. O ponto A está a 2,0 m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de constante elástica 150 N/m. São desprezíveis os efeitos do atrito, e adota-se g = 10m/s². A máxima compressão da mola vale, em metros:

A) 0,80

B) 0,40

C) 0,20

D) 0,10

E) 0,05

Uma caixa de 20 kg cai de uma altura de 3 metros. Sabendo que a aceleração da gravidade é de aproximadamente 10 m/s², calcule a sua energia potencial gravitacional.

A) 200 J

B) 300 J

C) 400 J

D) 500 J

E) 600 J

Qual a energia potencial gravitacional sofrida por um corpo de 100 kg que está a uma altura de 20 metros do solo, em um planeta com aceleração da gravidade de 4 m/s²?

A) 8 000 J

B) 10 000 J

C) 12 000 J

D) 14 000 J

E) 16 000 J

Determine a altura máxima atingida por um atleta de salto com vara que corre 10 m/s antes de firmar a vara no chão e pular, sendo que ele consegue converter 50% da sua energia cinética em energia potencial gravitacional. Considere a aceleração da gravidade como \(10\ m/s^2 \).

A) 1,4 metros

B) 3,1 metros

C) 5,8 metros

D) 4,9 metros

E) 2,5 metros

Qual a altura de um objeto de massa 5 kg que cai de um avião com energia potencial gravitacional de 20.000 J? Considere a aceleração da gravidade como \(10\ m/s^2 \).

A) 100 m

B) 200 m

C) 300 m

D) 400 m

E) 500 m

Quanto vale a relação entre as energias potenciais gravitacionais \(E_{pg\ P}/E_{pg\ R} \) de uma pena de 100 g e uma rocha de 500 g que caem de uma altura de 1,5 metros? Considere a aceleração da gravidade como \(10\ m/s^2 \).

A) 0,2

B) 0,4

C) 0,8

D) 1,6

E) 3,2

A energia potencial gravitacional pode ser usada para encontrar diversas informações, com exceção de:

A) massa do corpo.

B) energia cinética do corpo.

C) análises microscópicas.

D) altura do corpo.

E) energia potencial elástica do corpo.

Com base em seus estudos a respeito da energia potencial gravitacional, marque qual alternativa abaixo corresponde à sua fórmula:

A) \(E_{pg}=\frac{m\cdot c^2}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}\)

B) \(E_{pg}=\frac{m \cdot v^2}2\)

C) \(E_{pg}=m\cdot g\cdot h\)

D) \(E_{pg}=F\cdot d\)

E) \(E_{pg}=\frac{k\cdot x^2}2\)

A respeito da energia potencial gravitacional, quais das proposições informam corretamente a relação entre a grandeza física e a sua unidade de medida?

I. A energia potencial gravitacional é medida em Joule.

II. A energia cinética é medida em Joule.

III. A aceleração da gravidade é medida em segundo ao quadrado.

IV. A massa é medida em Joule.

V. A altura é medida em quilograma.

Qual das alternativas abaixo está correta?

A) Apenas I e II.

B) Alternativas III e IV

C) Alternativas I, III e V.

D) Alternativas II, IV e V.

E) Nenhuma alternativa.