Um corpo de massa igual a 1,2 kg oscila sem atrito preso a uma mola de constante elástica igual a . Quando o corpo encontra-se deslocado de , qual é sua aceleração?
Escolha uma opção:
a.

b.
impossível calcular sem mais informações
c.

d.

e.

Passo 1

Então, temos um problema de oscilações em um sistema massa-mola. A gente sabe que um corpo de massa 1,2 kg está preso a uma mola com constante elástica de 3400 N/m e está oscilando sem atrito. Quando o corpo está deslocado 7,2 cm da posição de equilíbrio, queremos descobrir qual é a aceleração dele. Para resolver isso, vamos precisar usar a Lei de Hooke e a segunda lei de Newton.

Passo 2

Primeiro, vamos converter o deslocamento de centímetros para metros, porque as unidades do Sistema Internacional pedem metros para cálculo de aceleração.

Passo 3

Agora, usamos a Lei de Hooke, que nos diz que a força exercida pela mola é proporcional ao deslocamento e é dada por:
Onde:
  • é a constante elástica da mola.
  • é o deslocamento.
Substituindo os valores:
O sinal negativo indica que a força está na direção oposta ao deslocamento.

Passo 4

Para encontrar a aceleração, usamos a segunda lei de Newton:
Queremos encontrar , então rearranjamos a fórmula:

Resposta

A aceleração do corpo é aproximadamente . Portanto, a opção correta é:
c.

Exercícios relacionados

Uma partícula move-se para atrás e para a frente ao longo do eixo de x=-x_m para , em um movimento harmônico simples com período T . No instante ela está em . Quando T
Escolha uma opção:
a.
ela está entre e x=+x_m e se move em direção a
b.
ela está em x=+x_m e está em repouso
c.
ela está entre e x=-x_m e se move em direção a
d.
ela está em x=0 e vai em direção a x=+x_m
e.
ela está em e vai em direção a
: Um corpo de 4,5 kg oscila preso a uma mola horizontal com uma amplitude de 3,80 cm. A aceleração máxima do corpo é . Determine é o valor da constante elástica da mola.
a.

b.
impossível determinar com as informações dadas
c.
3,1 \times
d.
7,0 \times
e.
times
Cinco partículas realizam movimento harmônico amortecido. Os valores para a constante elástica da mola k, a constante de amortecimento b,e a massa m são dados abaixo. Que oscilador possui a menor taxa de perda de energia mecânica?
Escolha uma opção:
a.

b.

c.

d.
e.
O diafragma de um alto-falante está vibrando num movimento harmônico simples com frequência de 468 Hz e um deslocamento máximo de 0,47 mm. Qual é a velocidade máxima desse diafragma?