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Enunciado

Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 6.3 - Ex. 28

É necessário realizar um trabalho de 12,0   J para esticar 3,0   c m uma mola a partir do seu comprimento sem deformação.

a) Qual é a constante de força dessa mola?

b) Qual o módulo de força necessário para alongar a mola em 3,0   c m a partir do seu comprimento sem deformação?

c) Calcule o trabalho necessário para esticar 4,0   c m essa mola a partir do seu comprimento sem deformação e qual força é necessária para alongá-la nessa distância.

Passo 1

  1. Os dados que o problema nos trás são:

    2. x 0 = 0

    x = 3 c m = 3 × 10 - 2 m

    W = 12 J

    k = ?

    O trabalho realizado pela força elástica vai ser:

    W = k x 2 2 - k x 1 2 2

    Agora é só substituir:

    12 = k 3 × 10 - 2 2 2

    k = 12.2 3 × 10 - 2 2 = 2,67 × 10 4

    Passo 2

  2. Usando a fórmula da força elástica:

    3. F = k x

    F = 2,67 × 10 4 . 3 × 10 - 2 = 801 N

    Passo 3

  3. Os dados que o problema nos trás são:

x 0 = 0

x = 4 c m = 4 × 10 - 2 m

W = ?

k = 2,67 × 10 4

O trabalho realizado pela força elástica vai ser:

W = k x 2 2 - k x 1 2 2

W = 2,67 × 10 4 4 × 10 - 2 2 2 - 0 = 21,4 J

E a força:

F = k x = 2,67 × 10 4 . 4 × 10 - 2 = 1070 N

Resposta

a ) 2,67 × 10 4

b ) 801 N

c ) 21,4 J   ; 1070 N

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