Uma força de 10 N mantém comprimida uma mola ideal com uma constante elástica de
. A energia potencial da mola é
A)
B)
C) 5 J
D) 10 J
E) 200 J
A)
B)
C) 5 J
D) 10 J
E) 200 J
Passo 1
Então, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. Temos uma mola ideal que está sendo comprimida por uma força de 10 N. A constante elástica dessa mola é de 20 N/m. Queremos descobrir qual é a energia potencial armazenada nessa mola comprimida. Para resolver isso, vamos usar a fórmula da energia potencial de uma mola, que envolve a constante elástica e a deformação da mola.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar qual é a fórmula da energia potencial armazenada em uma mola. A fórmula é:
Aqui,
é a energia potencial,
é a constante elástica da mola, e
é a deformação (quanto a mola foi comprimida ou esticada).
Passo 3
Mas para usar essa fórmula, precisamos saber quanto a mola foi comprimida, ou seja, o valor de
. Sabemos que a força aplicada
é relacionada à deformação
pela fórmula:
Onde
é a força aplicada,
é a constante elástica, e
é a deformação.
Passo 4
Vamos reorganizar essa fórmula para encontrar
:
Substituindo os valores que temos:
Então, a mola foi comprimida 0,5 metros.
Passo 5
Agora que temos o valor de
, podemos voltar à fórmula da energia potencial:
Calculando passo a passo:
Resposta
A energia potencial da mola é 2,5 J. Portanto, a resposta correta é a letra B).