(
ponto) Um bloco está preso a uma mola ideal sobre uma superfície sem atrito. Quando o bloco é puxado para a posição
, uma força de 480 N precisa ser aplicada para mantê-lo nessa posição. O bloco é então liberado aproximando-se da posição de equilíbrio (
). Qual é o trabalho realizado pela força elástica da mola sobre o bloco até a posição
?
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Passo 1
O enunciado descreve um bloco preso a uma mola ideal, sem atrito, que é puxado até
,cm com uma força de
,N. Ao soltar, o bloco se move de
,cm até
,cm. Precisamos calcular o trabalho realizado pela força elástica da mola nesse deslocamento. Para isso vamos usar a lei de Hooke e a definição de trabalho de uma força variável.
Passo 2
A constante elástica
da mola vem de
onde
,N em
,m. Logo
Passo 3
O trabalho
da força elástica
num deslocamento de
até
é
Passo 4
Avaliação da integral:
Substituindo
,
,m e
,m,
Passo 5
O trabalho é positivo porque a força elástica puxa o bloco na direção do deslocamento em direção à posição de equilíbrio. Entre as opções, corresponde à letra (d).
Resposta
(d)