Uma mola tem uma constante elástica de 15
. Calcule: a) o trabalho necessário para esticar a mola por
a partir da sua posição de equilíbrio; b) o trabalho necessário para esticar a mola por mais
. R: a) 0,0433 J; b) 0,123 J.
Passo 1
Vamos entender o que o problema está nos pedindo. Temos uma mola com uma constante elástica de 15
e precisamos calcular o trabalho necessário para esticá-la. O conteúdo envolvido aqui é a física das molas, especificamente a Lei de Hooke, e a fórmula para calcular o trabalho realizado ao esticar uma mola.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a constante elástica de
para
, pois é mais comum usar metros no SI. Sabemos que
, então:
Passo 3
A fórmula para o trabalho realizado ao esticar ou comprimir uma mola é dada por:
Onde:
-
é o trabalho, -
é a constante elástica da mola, -
é a deformação da mola a partir da posição de equilíbrio.
Passo 4
Para a parte a), queremos esticar a mola por
. Primeiro, vamos converter milímetros para metros:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula do trabalho:
Calculando:
Passo 6
Para a parte b), queremos esticar a mola por mais
, totalizando
. Usamos a mesma fórmula:
Calculando:
No entanto, queremos apenas o trabalho adicional para esticar mais
. Portanto, subtraímos o trabalho da parte a) do total:
Arredondando, temos aproximadamente
.
Resposta
a) O trabalho necessário é
;
b) O trabalho necessário é .
b) O trabalho necessário é
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.
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.
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; b)
; c)
; d)
.