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Exercícios Resolvidos de Força Elástica

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Enunciado

[ENUNCIADO COMUM ÀS QUESTÕES 3 E 4]

Um bloco de massa m = 5   k g é colocado sobre uma mola, de massa desprezível e constante elástica k = 5000   N / m , que possui a outra extremidade fixa em uma superfície horizontal. Na figura (A), a mola está comprimida de ∆ x 0 em relação a sua posição não deformada. A figura (B) mostra o sistema depois de ter sido liberado, com o bloco atingindo uma altura máxima H em relação à sua posição inicial [na figura (A)]. Considere g = 10   m / s 2

[QUESTÕES 3]

Suponha que o bloco desce suavemente sobre a mola, até atingir e permanecer em repouso na situação representada na figura (A). Qual o módulo, em c m , de ∆ x 0 ?

(a) 0,1   c m

(b) 0,5   c m

(c) 1,0   c m

(d) 2,5   c m

(e) 5,0   c m

(f) 10   c m

(g) 15   c m

(h) 25   c m

(i) 50   c m

Passo 1

Se o bloco desce suavemente até atingir o equilíbrio, temos que a força peso e a força elástica estão em equilíbrio:

F R = 0

P - F e l = 0

P = F e l

Passo 2

A força elástica é dada pela expressão:

F e l = k x

Onde x é a deformação da mola.

Logo, temos:

P = F e l

m g = k ∆ x 0

∆ x 0 = m g k

Substituindo os valores numéricos, temos:

∆ x 0 = 5 10 5000

∆ x 0 = 0,01   m

Muita atenção às unidades!

Achamos a deformação no SI, portanto em metros.

Mas queremos a resposta em centímetros.

∆ x 0 = 0,01   m = 1   c m

Ficamos com a alternativa (c).

Resposta

Letra (c)

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