Uma bola de 5,0 g é lançada verticalmente para cima usando uma espingarda de mola. A mola deve ser comprimida exatamente
para que a bola alcance um alvo colocado 20 metros acima da posição da bola na mola comprimida. (b) Qual é a
da energia potencial elástica da mola durante o lançamento da bola?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma bola de 5,0 g que é lançada para cima usando uma espingarda de mola. A mola precisa ser comprimida 8,0 cm para que a bola chegue a um alvo a 20 metros de altura. Vamos trabalhar com energia potencial elástica e energia potencial gravitacional. Para resolver, vamos usar as fórmulas de energia potencial elástica e energia potencial gravitacional.
Passo 2
Primeiro, precisamos calcular a Energia Potencial Gravitacional (Epg) que a bola ganha ao chegar ao alvo. A fórmula é:
onde:
-
é a massa da bola, -
é a aceleração da gravidade ( ), -
é a altura.
Passo 3
Vamos converter a massa da bola de gramas para quilogramas:
Passo 4
Agora, substituindo os valores na fórmula da Epg:
Passo 5
A Energia Potencial Elástica (Epe) da mola armazenada é convertida em energia cinética e depois em energia potencial gravitacional. Assim, a variação de energia potencial elástica (
) é igual à energia que foi fornecida para lançar a bola, que é a Epg calculada.
Passo 6
Portanto, a variação da energia potencial elástica da mola durante o lançamento é de 0,98 Joules.
Resposta
A
da energia potencial elástica da mola é
.
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