Um bloco de massa
é deixado cair em uma mola vertical, inicialmente relaxada, de constante elástica
. O bloco fica acoplado à mola, comprimindo-a em 10 cm até parar momentaneamente. A configuração é baseada na figura 1c).
Nesta compressão, qual o trabalho realizado pela força elástica da mola?
Nesta compressão, qual o trabalho realizado pela força elástica da mola?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um bloco de massa
que cai sobre uma mola vertical com constante elástica
. A mola começa sem estar comprimida e o bloco a comprime até
(ou
) antes de parar momentaneamente. Nosso objetivo aqui é descobrir qual foi o trabalho realizado pela força elástica da mola nessa compressão. Para resolver isso, vamos usar conceitos de trabalho e energia em molações.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como calcular o trabalho realizado por uma força elástica. Quando uma mola é comprimida ou esticada, a força que ela exerce é proporcional à deformação, e o trabalho realizado por essa força é dado pela energia armazenada na mola. A fórmula para o trabalho realizado pela força elástica é:
Onde:
-
é o trabalho realizado, -
é a constante elástica da mola, -
é a deformação da mola (no nosso caso, a compressão).
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores que a gente tem na fórmula. A constante elástica
é
e a compressão
é
. Então:
Passo 4
Vamos fazer as contas agora:
Resposta
O trabalho realizado pela força elástica da mola é de
.