Uma mola com constante elástica
é comprimida em 5 cm por uma força externa.
b) Qual seria a energia armazenada se a mola fosse comprimida ao dobro dessa distância?
b) Qual seria a energia armazenada se a mola fosse comprimida ao dobro dessa distância?
Passo 1
Vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos uma mola com uma constante elástica de $ k = 150 , \mathrm{N/m} $ que foi comprimida em $ 5 , \mathrm{cm} $ por uma força externa. A pergunta é: qual seria a energia armazenada se a mola fosse comprimida ao dobro dessa distância, ou seja, $ 10 , \mathrm{cm} $. Para resolver isso, vamos usar o conceito de energia potencial elástica.
Passo 2
Primeiro, precisamos converter as medidas de centímetros para metros, já que a constante elástica está em $ \mathrm{N/m} $. Então:
e
Passo 3
A energia potencial elástica armazenada em uma mola comprimida ou esticada é dada pela fórmula:
onde:
- $ U $ é a energia armazenada,
- $ k $ é a constante elástica da mola,
- $ x $ é a distância da compressão ou alongamento.
Passo 4
Vamos aplicar essa fórmula para a nova compressão de $ 0{,}10 , \mathrm{m} $:
Passo 5
Calculando passo a passo:
Resposta
A energia armazenada na mola quando comprimida em $ 10 , \mathrm{cm} $ é de 0,75 joules.