Uma mola se estende
a partir de sua posição de equilíbrio. Se esse trecho requer
de trabalho, qual é a constante elástica da mola?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício diz que uma mola se estende 5,00 cm a partir de sua posição de equilíbrio e isso exige 30,0 J de trabalho. A gente precisa descobrir qual é a constante elástica dessa mola. Vamos usar conceitos de física sobre molas e trabalho realizado ao estendê-las.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que o trabalho realizado para estender ou comprimir uma mola é dado pela fórmula:
Onde:
-
é o trabalho realizado, -
é a constante elástica da mola, -
é a deformação da mola em metros.
Passo 3
Vamos organizar os dados que temos:
- Trabalho
- Deformação
(converti centímetros para metros para manter as unidades consistentes)
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula do trabalho:
Passo 5
Vamos resolver a equação para encontrar
. Primeiro, calculamos
:
Então, a equação fica:
Passo 6
Multiplicamos
por
:
Então:
Passo 7
Para isolar
, dividimos ambos os lados da equação por
:
Passo 8
Fazendo a divisão:
Resposta
A constante elástica da mola é
.
Exercícios relacionados
Uma força dada por
atua sobre uma massa de
movendo-se sobre uma superfície sem atrito. A massa se move de
para
.
(a) Quanto trabalho a força realiza?
(a) Quanto trabalho a força realiza?
Qual é a energia cinética de um projétil ideal com massa de
no ápice de sua trajetória se ele foi lançado com velocidade inicial de
e com ângulo inicial de
em relação à horizontal?
Um carro com massa de
acelera a partir do repouso com uma potência constante de 140,5 hp. Desprezando a resistência do ar, qual será a velocidade do carro após
?
Suponha que você puxe um trenó com uma corda que forma um ângulo de
em relação à horizontal. Quanto trabalho você realizará se puxar com
de força e o trenó se mover
?