TESTE 2 Em três situações, as posições inicial e final, respectivamente, ao longo do eixo
da Fig.
são: (a)
; (b)
; ©
. Em cada situação, o trabalho realizado sobre o bloco pela força elástica é positivo, negativo ou nulo?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício que fala sobre o trabalho realizado pela força elástica em três situações diferentes. O conteúdo aqui é sobre trabalho e força elástica, então vamos precisar entender como calcular o trabalho quando uma força está envolvida, especialmente a força elástica, que geralmente está relacionada a molas ou objetos que podem ser comprimidos ou esticados.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é força elástica. A força elástica segue a Lei de Hooke, que diz que ela é proporcional à deformação de um objeto, como uma mola. A fórmula é:
Aqui,
é a força elástica,
é a constante elástica da mola, e
é a posição em relação ao ponto de equilíbrio. O sinal negativo indica que a força elástica sempre tenta trazer o objeto de volta para o equilíbrio.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre trabalho físico. O trabalho feito por uma força é dado pela integral da força em relação ao deslocamento:
No caso da força elástica, substituindo
:
O sinal do trabalho nos diz se o trabalho é positivo, negativo ou nulo.
Passo 4
Vamos analisar cada situação:
a)
,
Calculando
Então,
Como
é positivo, o trabalho
é positivo.
b)
,
Calculando
Então,
O trabalho
é negativo.
c)
,
Calculando
Então,
O trabalho
é nulo.
Resposta
(a) Positivo; (b) Negativo; © Nulo.
Exercícios relacionados
FIG. 7-5 Uma força
desacelera um caixote durante um deslocamento
.
(b) Se o caixote tem uma energia cinética de 10 J no início do deslocamento , qual é a sua energia ao final do deslocamento?
(b) Se o caixote tem uma energia cinética de 10 J no início do deslocamento
TESTE 1 Uma partícula está se movendo ao longo do eixo
. A energia cinética aumenta, diminui ou permanece a mesma se a velocidade da partícula varia (a) de
para
e (b) de
para
? © Nas situações dos itens (a) e (b), o trabalho realizado sobre a partícula é positivo, negativo ou nulo?
A força
, com
em metros, age sobre uma partícula, mudando apenas a energia cinética da partícula. Qual é o trabalho realizado sobre a partícula quando ela se desloca das coordenadas
) para (
)? A velocidade da partícula aumenta, diminui ou permanece a mesma?
Um pacote de pralina está sobre um piso sem atrito, preso à extremidade livre de uma mola, como na Fig. 7-11a. Uma força aplicada para a direita, de módulo
, seria necessária para manter o bloco em
.
(a) Qual é o trabalho realizado sobre o bloco pela força elástica da mola se o bloco é puxado para a direita de 0 até
?
(a) Qual é o trabalho realizado sobre o bloco pela força elástica da mola se o bloco é puxado para a direita de