Questão 02: Energia potencial elástica
Sabe-se que quando uma certa mola possui uma energia potencial armazenada de 288 J quando ela está deformada em 12 cm .
(a)
Calcule a constante elástica da mola.
(b)
Encontre a energia potencial armazenada na mola quando sua deformação é de apenas 6 cm .
(c)
Se essa mola fosse usada para atirar um projétil de massa
, qual seria a velocidade inicial desse projétil se a mola fosse comprimida em 20 cm ?
(a)
(b)
(c)
Passo 1
O enunciado trata da energia potencial elástica de uma mola, cujo valor é dado pela fórmula
onde
é a constante elástica e
a deformação em metros. Precisamos:
– (a) determinar sabendo que
em
.
– (b) calcular em
com o mesmo
.
– (c) usar essa mola para lançar um projétil de massa comprimindo-a
, encontrando a velocidade inicial via conservação de energia.
– (a) determinar
– (b) calcular
– (c) usar essa mola para lançar um projétil de massa
Passo 2
Para (a), isolamos
em
Substituindo
e
,
Passo 3
Para (b), usamos
com
e
:
Passo 4
Para (c), toda energia elástica vira energia cinética do projétil:
Aqui
,
e
. Logo,
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)