O que é energia potencial gravitacional?

É a energia armazenada por um corpo devido à sua posição em relação ao solo, dada por $E_p = mgy$.

Como converter Wh (watt-hora) para Joules?

Multiplica-se o valor em Wh por 3600, pois 1 Wh = 3600 J.

Qual a relação entre energia química de uma bateria e energia potencial?

A energia química pode ser convertida em energia potencial ao realizar trabalho, como elevar uma massa a certa altura.

Por que usamos $g = 10\ \text{m/s}^2$ em cálculos de energia potencial?

É uma aproximação do valor da aceleração da gravidade na superfície da Terra, facilitando os cálculos.

O que significa a unidade mAh em baterias?

Significa miliampère-hora, uma medida da quantidade de carga elétrica que a bateria pode fornecer.

Por que é importante converter todas as unidades para o SI em cálculos físicos?

Para garantir consistência e evitar erros, já que as fórmulas do SI exigem unidades padronizadas.

Como isolar a variável altura ($y$) na fórmula da energia potencial?

Divide-se a energia total pela multiplicação da massa pelo valor de $g$: $y = \frac{E_p}{mg}$.

Questão 11 — Texto para as questões 9, 10 e 11. As baterias são fundamentais no mundo moderno, sendo a fonte de energia portátil que alimenta dispositivos como ce…

UNICAMP 2026 Questão 11

Fácil

Texto para as questões 9, 10 e 11. As baterias são fundamentais no mundo moderno, sendo a fonte de energia portátil que alimenta dispositivos como celulares e laptops, veículos elétricos e sistemas de armazenamento de energia renovável. Duas grandezas que caracterizam uma bateria é a sua capacidade de carga elétrica, expressa em miliampère-hora (mAh) e a energia que ela armazena, usualmente dada em watts-hora (Wh). Outra bateria totalmente carregada armazena uma energia $E_b = 15\ \text{Wh}$. Devemos elevar uma massa $m = 45\ \text{kg}$ até a altura $y$, em relação ao solo, para que a variação da energia potencial gravitacional $E_p$ desse sistema mecânico seja igual à energia armazenada nessa bateria. Dado: $g = 10\ \text{m/s}^{2}$.

A altura y deve ser

Resolução

Resposta correta: Letra C — 120 m.

A questão aborda a conversão de energia química armazenada em uma bateria (em Wh) para energia potencial gravitacional (em J), relacionando-a à altura que uma massa deve ser elevada. Os conceitos principais são: energia potencial gravitacional ($E_p = mgy$), conversão de unidades de energia (1 Wh = 3600 J) e manipulação algébrica para encontrar a altura. O passo a passo é: 1) Converter a energia da bateria de Wh para J: $E_b = 15\ \text{Wh} = 15 \times 3600 = 54000\ \text{J}$. 2) Igualar a energia potencial à energia da bateria: $E_p = mgy = E_b$. 3) Substituir os valores: $45 \times 10 \times y = 54000$. 4) Isolar $y$: $y = \frac{54000}{450} = 120\ \text{m}$. Assim, a altura correta é 120 m, alternativa C.

Comentários por alternativa

A 0,03 m.

A alternativa A (0,03 m) está incorreta, pois resulta de um erro grosseiro na conversão de unidades ou na manipulação algébrica, subestimando drasticamente a energia envolvida.
B 3 m.

A alternativa B (3 m) também está errada, pois representa um erro de cálculo, provavelmente por não converter corretamente Wh para Joules ou por erro na divisão final.
C 120 m.

A alternativa C (120 m) está correta. O cálculo mostra que, ao elevar 45 kg a 120 m com $g = 10\ \text{m/s}^2$, a variação de energia potencial iguala exatamente a energia da bateria convertida para Joules.
D 1 200 m.

A alternativa D (1 200 m) está incorreta, pois superestima a altura, talvez por erro de ordem de grandeza na conversão de energia ou na divisão.
E

A alternativa E está em branco, portanto não pode ser considerada correta.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que é energia potencial gravitacional?: É a energia armazenada por um corpo devido à sua posição em relação ao solo, dada por $E_p = mgy$.
2. Como converter Wh (watt-hora) para Joules?: Multiplica-se o valor em Wh por 3600, pois 1 Wh = 3600 J.
3. Qual a relação entre energia química de uma bateria e energia potencial?: A energia química pode ser convertida em energia potencial ao realizar trabalho, como elevar uma massa a certa altura.
4. Por que usamos $g = 10\ \text{m/s}^2$ em cálculos de energia potencial?: É uma aproximação do valor da aceleração da gravidade na superfície da Terra, facilitando os cálculos.
5. O que significa a unidade mAh em baterias?: Significa miliampère-hora, uma medida da quantidade de carga elétrica que a bateria pode fornecer.
6. Por que é importante converter todas as unidades para o SI em cálculos físicos?: Para garantir consistência e evitar erros, já que as fórmulas do SI exigem unidades padronizadas.
7. Como isolar a variável altura ($y$) na fórmula da energia potencial?: Divide-se a energia total pela multiplicação da massa pelo valor de $g$: $y = \frac{E_p}{mg}$.

Questão 11 — Texto para as questões 9, 10 e 11. As baterias são fundamentais no mundo moderno, sendo a fonte de energia portátil que alimenta dispositivos como ce…

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