Uma força de 520   N mantém uma certa mola esticada por uma distância de 0,200   m . ( a ) Qual é a energia potencial da mola quando ela está esticada em 0,200   m ? Qual é sua energia potencial quando está comprimida em 5,00   c m ?

Passo 1

Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!

O enunciado pediu pra gente determinar a energia potencial da mola quando ela está esticada em 0,200   m e quando está comprimida em 5,00   c m .

A energia potencial elástica é dada por:

U e l = 1 2 k x 2

Onde k é a constante elástica da mola e x o deslocamento dela. O enunciado não nos forneceu a constante elástica, mas ele nos disse a força que a mola está realizando.

Então, lembrando que o módulo da força elástica é dado por:

F e l = k x

Temos que:

U e l = 1 2 F x

Agora sim podemos ir atrás do que o item ( a ) e ( b ) pedem. Vamos lá!

Passo 2

Começando com o item ( a ) .

Temos que nesse caso x = 0,2   m , assim:

U e l = 1 2 ( 520 ) ( 0,2 )

⇒ U e l = 52   J

Passo 3

Agora para o item ( b ) .

Nesse caso temos que x = 0,05   m , mas não sabemos a força da mola para essa situação.

Mas podemos calcular a constante k , já que:

F = k x

⇒ k = F x

Assim, temos que:

k = 520 0,2

⇒ k = 2600   N / m

Agora sim podemos calcular a energia potencial elástica, temos:

U e l = 1 2 k x 2

⇒ U e l = 1 2 2600 0,05 2

Então temos que:

U e l = 3,25   J

Questão finalizada com sucesso!

Valeu, galera! Até a próxima! 😉

Resposta

( a ) U e l = 52   J

( b ) U e l = 3,25   J

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