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Enunciado

Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 17

Quando um corpo de 4,00   k g é pendurado verticalmente em certa mola leve que obedece à lei de Hooke, a mola é esticada 2,50   c m . Se o corpo de 4,00   k g for removido,

  1. a que distância a mola é distendida se um corpo de 1,50   k g for pendurado nela?
  2. Quanto trabalho um agente externo deve realizar para distender a mesma mola 4,00   c m de sua posição relaxada?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Vamos fazer mais uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

Quando a carga de massa M = 4.00 kg está pendurada na mola em equilíbrio, a força ascendente exercida pela mola sobre a carga é igual em magnitude à força descendente que a Terra exerce sobre a carga, dada por w = M g . Então, podemos escrever a lei de Hooke como M g = + k x .

A constante de mola, constante de força, constante de rigidez ou lei de Hooke da mola é dada por:

k = F y = M g y

k = 4.00 k g 9.80 m s 2 2.50 × 10 - 2 m = 1.57 × 10 3 N m

Passo 2

Letra a:

y = m g k = 1.50 k g 9.80 m s 2 1.57 × 10 3 N m = 0.00938 m = 0.938 c m

Para a massa de 1.50 kg:

Passo 3

Letra b:

O trabalho é:

T r a b a l h o = 1 2 k y 2 = 1 2 1.57 × 10 3 N m 4.00 × 10 - 2 m 2 = 1.25 J

Resposta

  1. 0.938 c m
  2. 1.25 J
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