Energia Potencial Gravitacional está na força de atração que cada corpo no Universo possui, sendo que ela é estudada desde o tempo de Galileu Galilei. É aquela que se associa ao campo gravitacional. Ou seja, é a energia que tem o corpo por conta da atração gravitacional da Terra.Essa força de atração da Terra faz com que tudo que está em sua superfície, ali se conserve.
O estudo sobre o assunto remonta o tempo de Galileu Galilei, só que foi Isaac Newton quem propôs certas teorias. A mais famosa delas foi a da Lei da Gravitação Universal.
O que é Energia Potencial Gravitacional?
Energia potencial gravitacional é a energia que o corpo possui devido a atração gravitacional da Terra.
Instintivamente sabemos que um objeto pesado planando sobre a cabeça de alguém representa uma situação potencialmente perigosa. Mesmo que o objeto esteja bem seguro.
Nossa preocupação é porque o que está segurando o objeto contra a força da gravidade pode falhar. Para usar a terminologia física correta, estamos preocupados com a Energia Potencial Gravitacional do objeto.
Todas as forças conservativas possuem uma energia potencial associada a elas. A força da gravidade não é exceção.
Matematicamente podemos calcular o valor da energia potencial de um determinado objeto da seguinte maneira:
Epg = m.g.h
Usando as unidades acima, temos que a Epg é dada pela unidade kg.m/s2.m. Chamamos essa unidade de joule e usamos a letra “J” para representá-la.
Por conseguinte, através da fórmula, que quanto maior a massa de um corpo e a sua altura, maior será sua Energia Potencial Gravitacional.
Essa energia junto com a Energia Cinética e a Energia Potencial Elástica compõem o que chamamos de Energia Mecânica.
A Energia Potencial Gravitacional será maior, quanto maior for a massa de um corpo e a sua altura. A energia mecânica, portanto, é a aplicação da Epg com a Energia Cinética, assim como com a Energia Potencial Elástica.
Observação: Para calcularmos a Epg de um corpo extenso a altura deve ser medida entre o centro de massa do corpo e o plano horizontal de referência
Fórmula geral para cálculo
A fórmula geral para o cálculo da Energia Potencial Gravitacional de algum determinado corpo é:
EPG: M . G . H
Onde,
EPG é a energia potencial gravitacional;
M é a massa do corpo;
G é a aceleração da gravidade do planeta em que o corpo se encontra (caso esteja na Terra, utilize o valor de 10 metros por segundo ao quadrado);
H é a altura do corpo.
Precussores
Galileu Galilei (Pisa, 15 de fevereiro de 1564 — Florença, 8 de janeiro de 1642) foi um físico, matemático, astrônomo e filósofo florentino.
Galileu Galilei foi personalidade fundamental na revolução científica. Viveu boa parte de sua vida entre Pisa e Florença, originalmente na época de seu nascimento ambas parte do Ducado de Florença e, mais tarde, na época de seu falecimento, integrantes do Grão-Ducado da Toscana.
Foi Galileu Galilei o pioneiro no estudo do motivo da queda livre de objetos. Em seus experimentos ele concluiu que os corpos caíam em aceleração constante.
Mais tarde, o físico Isaac Newton (1642-1727) publicou suas teorias sobre o tema que estava diretamente ligado a Energia Potencial Gravitacional. Ele mostrou que tanto a Terra quanto os corpos que a habitam possuem campo gravitacional, só que o do planeta prevalece.
Isso quer dizer que esses corpos são atraído pelo planeta, assim como este é atraído por eles. Ocorre que a Terra é tão grande que a atração de objetos menores é insignificante para ela.
Newton publicou a chamada Lei da Gravitação Universal. Ele concluiu que a força gravitacional entre dois pontos materiais possui intensidade diretamente proporcional ao produto de suas massas. E também inversamente proporcional ao quadrado da distância que os afasta.
Em 1684 Newton informou seu amigo Edmond Halley de que havia resolvido o problema da força inversamente proporcional ao quadrado da distância. Newton relatou esses cálculos no tratado De Motu e os desenvolveu de forma ampliada no livro Princípios Matemáticos da Filosofia Natural.
A gravitação universal é muito mais do que uma força relacionada ao Sol. É também um efeito dos planetas sobre o Sol e sobre todos os objetos do universo. Newton explicou facilmente a partir de sua Terceira Lei da Dinâmica que, se um objeto atrai um segundo objeto, este segundo também pode atrair o primeiro com a mesma força.
Diante disso, que o movimento dos corpos celestes não podiam ser regulares. Para o célebre cientista, que era bastante religioso, a estabilidade das órbitas dos planetas implicava reajustes contínuos sobre suas trajetórias impostas pelo poder divino.