Questões de Física - Mecânica - Trabalho e Energia - Energia - Energia potencial elástica

(URCA/2024.1) Uma mola, é submetida à ação de uma força de intensidade 10N. A mesma está deformada de 2,5cm.

 

Qual é o valor da constante elástica da mola e da energia potencial armazenada na mola?

Pilates é um método de exercícios desenvolvido por Joseph Pilates na década de 1920, que exercita principalmente os músculos centrais do corpo, responsáveis pela sustentação da coluna. Equipamentos empregados nesse método, como o reformer (prancha de molas), utilizam molas distintas.

A tabela abaixo apresenta a força aplicada e a respectiva deformação em quatro tipos de molas utilizadas nesse equipamento.

 

Ao se compararem as constantes elásticas das molas mencionadas na tabela, pode-se afirmar que:

Em um Laboratório de Física o aluno dispunha de uma régua, uma mola e dois blocos. Um bloco com massa igual a 10 kg, que o aluno denominou de bloco A e outro de valor desconhecido, que denominou bloco B. Ele montou o experimento de forma que prendeu o bloco A na mola e reparou que a mola sofreu uma distenção de 5 cm. Retirou o bloco A e ao colocar o bloco B percebeu que a mola distendeu 7,5 cm.

 

Com base nestas informações, e admitindo a mola ideal e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², o aluno concluiu corretamente que o bloco B tem massa igual a               kg.

Observação: mola ideal é aquela que obedece a Lei de Hooke.

 

   Nas figuras de I a III acima, estão representados três estágios do salto de um jovem que utiliza um equipamento bunge jump. A corda usada nesse equipamento tem comprimento real L = 25 m e pode ser estendida até atingir o comprimento L + d = 45 m. A figura I mostra o posicionamento do jovem no instante que antecede o movimento de descida em queda livre; a figura II ilustra o instante do salto em que a corda se encontra no limiar de ser estendida; e a figura III mostra o comprimento máximo que a corda pode atingir. Segundo afirma o fabricante do equipamento, a corda suporta, com segurança, indivíduos com massa de até 100 kg.

   Assuma que a força elástica na corda é uma função linear do estiramento ou distensão Δy, que o termo independente é igual a zero, e a constante elástica da corda é k = !180 N/m. Considere que a função y(t) = L + d sen(2πt/T), em que T é o período de oscilação, descreve a posição do jovem durante o salto, a partir da referência t = 0, quando ele se encontra na posição mostrada na figura II. Considere, ainda, t dado em segundos, a aceleração da gravidade g = 10 m/s² e π = 3,14.

 

A partir dos dados acima, desprezando a resistência do ar, julgue o item a seguir.

A energia potencial elástica da corda é uma função quadrática do estiramento.

Usando pressões extremamente altas, equivalentes às encontradas nas profundezas da Terra ou em um planeta gigante, cientistas criaram um novo cristal capaz de armazenar quantidades enormes de energia. Utilizando-se um aparato chamado bigorna de diamante, um cristal de difluoreto de xenônio (XeF2) foi pressionado, gerando um novo cristal com estrutura supercompacta e enorme quantidade de energia acumulada.

Inovação Tecnológica. Disponível em: http://www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 07 jul. 2010 (adaptado).

Embora as condições citadas sejam diferentes do cotidiano, o processo de acumulação de energia descrito é análogo ao da energia

Considere uma mola cuja constante elástica é de 10N/m.

 

Calcule o trabalho realizado por uma força para esticar a mola, na posição horizontal e desprezando o atrito, desde o repouso até 20cm de deformação.