Calculadora de energia potencial

A unidade joule decorre das unidades SI, e não da escolha de 9,81 para g. Massa em kg, altura em m e aceleração g em m/s² fornecem energia em joules.

O que é energia potencial?

Um objeto mantido a certa altura pode realizar trabalho ao cair. A energia que ele possui por sua posição é a energia potencial gravitacional: E = m × g × h. Com a massa em quilogramas, a altura em metros e g em m/s², o resultado é dado em joules.

O significado é simples: m × g é o peso do objeto em newtons. O trabalho realizado ao elevar esse peso por uma altura h fica armazenado no objeto como energia potencial.

A partir de onde se mede a altura?

Você escolhe o nível zero: o chão, o tampo de uma mesa ou o nível do mar. O que importa nos cálculos é a diferença entre dois níveis. Um objeto que desce de 10 metros para 4 metros perde a energia correspondente a 6 metros de altura.

Exemplo

Uma pessoa com massa de 75 kg que sobe 10 metros ganha 75 × 9,80665 × 10 = 7355 J de energia potencial. Isso corresponde a cerca de 7,4 kJ ou 0,002 kWh.

Conversão em energia cinética

Quando um objeto cai, a energia potencial se transforma em energia cinética. Sem atrito, m × g × h = ½ × m × v² fornece a velocidade de impacto v = √(2 × g × h), exatamente a fórmula da queda livre.

Limites

A fórmula se aplica a alturas em que a aceleração gravitacional permanece constante. Para alturas muito grandes, como as órbitas de satélites, é necessária a lei da gravitação universal.

Perguntas frequentes

Como calcular a energia potencial com massa e altura?

O produto da massa, da aceleração gravitacional e da altura fornece uma energia potencial de 98,07 J para 2 kg a 5 m, com gravidade padrão de 9,80665 m/s². A altura é medida em relação a um nível de referência escolhido, e a aceleração é considerada constante ao longo do percurso. A aproximação não abrange grandes distâncias orbitais.

Calcular com estes valores