Qual a variação de Energia Potencial de um corpo com 4 kg de massa que está numa altura de 5 m em relação a um plano horizontal de referência (PHR) e muda sua posição para uma altura de 20 m em relação ao mesmo plano horizontal de referência (PHR)? Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s².

Alternativa E - 0,6 KJ

Introdução

A energia potencial gravitacional (EPG) de um corpo em relação a um plano horizontal de referência (PHR) é dada pela fórmula EPG = m \cdot g \cdot h, onde m é a massa, g é a aceleração da gravidade e h é a altura do corpo em relação ao PHR. A variação dessa energia (\Delta EPG) é a diferença entre a energia potencial final e a inicial.

Desenvolvimento

• Energia potencial inicial: EPG_{inicial} = m \cdot g \cdot h_{inicial}
  Substituindo os valores: EPG_{inicial} = 4 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 \times 5 \, \text{m} = 200 \, \text{J}.
• Energia potencial final: EPG_{final} = m \cdot g \cdot h_{final}
  Substituindo os valores: EPG_{final} = 4 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 \times 20 \, \text{m} = 800 \, \text{J}.
• Variação da energia potencial: \Delta EPG = EPG_{final} - EPG_{inicial}
  \Delta EPG = 800 \, \text{J} - 200 \, \text{J} = 600 \, \text{J}.

Convertendo para quilojoules (KJ), 600 \, \text{J} = 0.6 \, \text{KJ}.

Análise

• A variação de energia potencial depende da diferença de altura (\Delta h) em relação ao PHR.
• Como o corpo sobe de 5 m para 20 m, a altura variada é 20 - 5 = 15 \, \text{m}.
• Usando \Delta EPG = m \cdot g \cdot \Delta h, obtemos 4 \times 10 \times 15 = 600 \, \text{J}, que é 0,6 KJ.

Conclusão

A variação da energia potencial é de 0,6 KJ, correspondendo à alternativa E.