Uma mola sofre uma deformação de 20 cm quando submetida a uma força de intensidade 2000N. Determine: b) a energia potencial elástica armazenada na mola quando esta estiver deformada de
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma mola que foi esticada 20 cm quando uma força de 2000 N foi aplicada nela. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a energia potencial elástica que essa mola armazena quando ela está deformada só 1,0 cm. Para resolver isso, vamos usar conceitos de Hooke’s Law (Lei de Hooke) e a fórmula da energia potencial elástica.
Passo 2
Primeiro, precisamos descobrir a constante elástica da mola, que a gente chama de
. A Lei de Hooke diz que a força aplicada em uma mola é proporcional à deformação que ela sofre, dada pela fórmula:
Aqui,
é a força (2000 N) e
é a deformação (20 cm ou 0,20 m). Vamos rearranjar a fórmula para encontrar
:
Então, a constante elástica da mola é
.
Passo 3
Agora que sabemos o valor de
, podemos calcular a energia potencial elástica (
) quando a mola está deformada em 1,0 cm (0,01 m). A fórmula para a energia potencial elástica é:
Substituindo os valores que temos:
Primeiro, calculamos
:
Agora, multiplicamos tudo:
Resposta
A energia potencial elástica armazenada na mola é de 0,5 Joules.