- Uma massa de
está presa a uma mola horizontal com
. A massa desliza sobre uma superficie sem atrito. A mola é esticada de
do equilibrio e, então, a massa é liberada do repouso. Qual é a energia mecânica do sistema?
(a) 25 J
(b) 12 J
©
(cd)
(e)
(a) 25 J
(b) 12 J
©
(cd)
(e)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Temos uma massa presa a uma mola horizontal, e queremos descobrir a energia mecânica do sistema. Para isso, vamos usar conceitos de energia potencial elástica e energia mecânica. Vamos precisar da fórmula da energia potencial da mola.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que a gente tem:
- Massa (
) = 0,5 kg - Constante da mola (
) = 100 N/m - Deformação da mola (
) = 25,0 cm = 0,25 m
Passo 3
A energia mecânica em um sistema sem atrito é a soma da energia potencial elástica e da energia cinética. Como a massa é liberada do repouso, a energia cinética no ponto inicial é zero. Então, a energia mecânica será apenas a energia potencial da mola.
Passo 4
A fórmula da energia potencial elástica é:
Onde:
-
é a energia potencial -
é a constante da mola -
é a deformação da mola
Passo 5
Vamos substituir os valores na fórmula:
Passo 6
Calculando o valor:
Resposta
A energia mecânica do sistema é aproximadamente 3,1 J. Assim, a alternativa correta é a ©
.
Exercícios relacionados
Uma partícula está sujeita a um potencial
, em unidades do SI. (a) Determine a força conservativa
. (b) Encontre os pontos de equilíbrio estável, instável ou indiferente. © Supondo que a partícula tenha uma energia mecânica total de
, analise a região em que ela pode ser encontrada. (d) Esboce os gráficos e U(x), F(x) e E.
As duas questões seguintes se referem à situação descrita abaixo.
Considere a situaçăo mostrada na figura abaixo. Um bloco de massa é puxado para a esquerda com uma força
se move com velocidade constante. Não há atrito entre os blocos de massa
e de massa
, mas há atrito entre o bloco de massa
e o chão. O bloco de massa
năo se move, pois está ligado por uma corda à parede. Use
e
.
12) Suponha agora que não há atrito entre o bloco de massa e o chão, mas há atrito entre os dois blocos. Como o coeficiente de atrito cinético entre os dois blocos se compara ao valor encontrado na questão anterior?
(a) é maior
(b)é menor
© é o mesmo
Considere a situaçăo mostrada na figura abaixo. Um bloco de massa
12) Suponha agora que não há atrito entre o bloco de massa
(a) é maior
(b)é menor
© é o mesmo
Resolva o problema da máquina de Atwood (Fig.2), utilizando conceitos de ENERGIA, para obter a velocidade final de uma massa
que desce uma altura
enquanto
sobe a mesma altura. Considere o sistema ideal (a massa da polia é desprezível e o fio é inextensível).
Um bloco
de massa
está sobre uma mesa e está ligado por uma corda, que passa por uma polia, a uim bloco B de massa
(ver figura), Os blocos estalo em repouso. O cocficiente de atrito estático entre o bloco
e a mesa e
e o coeficiente de atrito dinamico (ou cinetico) है
. Podemos afirmar que at tensão na corda e a forga de atrito no bloco A são, respectivamente,
(a) e
.
(b) e
© c
(d) в
(e) e
(a)
(b)
©
(d)
(e)