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Enunciado

Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 10.Exercícios e Problemas - Ex. 14

14. Calçando sapatos com travas no solado, um corredor empurra um trenó de 20   k g sobre o gelo sem atrito por meio de uma mola horizontal cuja constante elástica vale 150   N / m . A mola está esticada 20   c m em relação ao comprimento de equilíbrio. Qual é a aceleração do trenó?

Passo 1

Esse problema é um problema simples onde o sistema é conservativo.

Se desenharmos o diagrama de forças do trenó podemos ver que há 3 forças atuando sobre ele: Força Peso, Normal e uma Força Elástica feita pela mola.

A força peso e a normal irão se cancelar, ou seja, a única força que irá gerar uma aceleração no trenó é a força elástica.

Com isso vamos resolver o exercício.

Passo 2

Sabemos bastante que F = m a , e como falamos no passo anterior só a força elástica vai contribuir para aceleração do movimento, ou seja:

F e l = m a

Mas sabemos que a força elástica é dada por:

F e l = k ∆ x

Igualando as duas:

k ∆ x = m a ⇒ a = k ∆ x m = ( 150   N / m ) ( 0,20   m ) 20   k g = 1,50   m / s ²

Resposta

a = 1,50   m / s ²

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