Gabarito comentado
A energia potencial gravitacional mede a energia que um corpo guarda em razão de sua altura e cresce com a massa, a gravidade e a altura (Ep = m·g·h). Ao cair, essa energia se converte em cinética, ilustrando como a posição de um corpo se transforma em movimento.
Resolução passo a passo
A energia potencial gravitacional é dada por Ep = m · g · h, com m a massa, g a gravidade e h a altura. No experimento, a massa da mochila é 2 quilogramas, a gravidade adotada é 10 metros por segundo ao quadrado e a altura é 15 metros. Substituindo, temos Ep = 2 × 10 × 15 = 300 joules. O valor 30 J multiplica apenas massa e gravidade, esquecendo a altura; 150 J usa metade da altura ou esquece um fator; 200 J ignora a altura e multiplica por outro número; 600 J dobra indevidamente o resultado correto. Apenas 300 J combina corretamente os três fatores, sendo a energia potencial armazenada pela mochila no ponto mais alto da escada.
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