Um bloco de massa
é apoiado em uma mola em um plano inclinado sem atrito de ângulo
(figura abaixo). O bloco não está preso à mola. A mola, de constante elástica
, é comprimida de 20 cm e depois liberada. (a) Qual a energia potencial elástica da mola comprimida?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um bloco de massa
apoiado em uma mola em um plano inclinado sem atrito com um ângulo de
. A mola tem uma constante elástica de
e está comprimida 20 cm antes de ser liberada. O que precisamos encontrar aqui é a energia potencial elástica armazenada na mola quando ela está comprimida.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender a fórmula para a energia potencial elástica da mola. Ela é dada por:
Onde:
-
é a energia potencial elástica, -
é a constante elástica da mola, -
é a compressão ou extensão da mola.
Passo 3
Vamos arrumar as unidades para que tudo fique consistente. A constante
está dada em Newtons por centímetro, então vamos converter para Newtons por metro:
Passo 4
Agora, a compressão
está em centímetros, então também precisamos converter para metros:
Passo 5
Com
e
em unidades de SI, podemos substituir na fórmula da energia potencial elástica:
Passo 6
Vamos calcular o valor:
Resposta
A energia potencial elástica da mola comprimida é de
.