Enunciado

Estamos no ano 2075 e viagens espaciais são comuns. Um professor de física leva para a Lua sua demonstração de aula favorita. O aparato consiste em uma mesa horizontal muito lisa (sem atrito) e de um objeto que desliza sobre ela. Na Terra, quando o professor prende uma mola (constante de força 50 N/m) ao objeto e puxa horizontalmente de forma a esticar a mola de 2,0 cm, o objeto acelera 1,5 m/s². (a) Desenhe o diagrama de corpo livre do objeto e use-o, junto com as leis de Newton, para determinar a massa do objeto. (b) Qual será a aceleração do objeto sob condições idênticas na Lua?

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

O diagrama de corpo livre está representado na figura abaixo:

Onde, F n é a força normal, F g é a força peso, e F s é a força de reação provocada pela mola.

Por definição, temos que:

∑ F x = m a x

F s = m a x

m = F s a x

Sabemos que:

F s = k ∆ x

Logo:

m = k ∆ x a x

m = 50   N ⋅ 2   c m 1,5   m / s 2

m = 0,67   k g

Passo 2

A aceleração será a mesma, pois a força exercida pela mola será a mesma, já que a massa não muda.

Resposta

a ) m = 0,67   k g

b ) a   m e s m a

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