Física I ⇒ Energia Potencial - (Tópicos de Física - 6) Tópico resolvido

[Oziel]

No esquema da figura, a esfera de massa 1,0 kg é homogênea
e flutua na água com 50% do seu volume submerso:

ghh (2).jpg (4.54 KiB) Exibido 2646 vezes

Sabendo que, no local, a aceleração da gravidade vale 9,8 m/s2
,
calcule a energia potencial de gravidade da esfera:
a) em relação à superfície livre da água;
b) em relação ao fundo do recipiente.

Obs: Não entendi o por quê a letra a) é nula, me ajudem por favor.

Resposta

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0 e 4,9 J

[Brunoranery]

Olá Oziel,

A energia potencial gravitacional da esfera leva em conta a massa, altura e a aceleração gravitacional. O centro de gravidade está bem na superfície da água. Logo, não há altura em relação à esfera e a superfície da água, assim temos: Ep = mgh ---> Ep = 1x9,8x0 = 0J

b) A energia em relação ao fundo será:
Ep = 1x9,8x0,5 = 4,9J

[LucasPinafiMOD]

Brunoranery, essa explicação não fez sentido para mim, assim como essa questão. A energia potencial gravitacional é puramente arbitrária e não há motivo aparente para que ela seja nula na superfície do líquido, a não ser que você queira que assim seja.

[Auto Excluído (ID:20809)]

A energia potencial gravitacional é puramente arbitrária e não há motivo aparente para que ela seja nula na superfície do líquido, a não ser que você queira que assim seja.

Lucas, a questão da sua dúvida está no seu próprio comentário

a) em relação à superfície livre da água;

Para cada ponto da esfera acima do nível da água haverá um ponto correspondente abaixo da superfície do líquido(basta pensarmos em um espelho aqui, por isso o enunciado falou em 50%)
Daí, se determinado ponto possuir [tex3]E_{pg} = x[/tex3], seu simétrico possuirá [tex3]E_{pg} = - x[/tex3]
A soma de todos será nula