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Física para Cientistas e Engenheiros - Volume 1

Exercícios resolvidos: Física para Cientistas e Engenheiros - Volume 1

Gene Mosca, Paul Allen TiplerIBSN: 9788521617105

Elaborado por professores e especialistas

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Passo 1 de 5keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

O objetivo deste problema é a checagem conceitual de uma força aplicada em uma mola.

Lembrando que a força elástica é dada pela equação:

Onde k é uma constante característica de cada mola e x é a distensão da mola.

Adotando o ponto zero do eixo x como a posição do ponto de apoio da mola frouxa, x é negativo quando a mola é comprimida e positivo quando esticada. No caso da mola comprimida, a força elástica é dada por:

A equação acima mostra que a força elástica da mola comprimida é positiva.

O trabalho realizado por uma força constante pode ser descrito matematicamente como:

Quando a força é variável, o trabalho é definido pela seguinte equação:

Ou seja, a integral de F.dx no intervalo de x inicial a x final.

Passo 2 de 5keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Seguindo os conceitos e as condições acima, chegaremos, agora, na equação do trabalho realizado por uma força elástica!

Bom, como a força realizada por uma mola não é constante, varia de acordo com a sua distenção, a gente vai montar a seguinte integral:

Esta é a equação geral para calcular a força elástica exercida por uma mola distendida de um ponto inicial a um ponto final.

Passo 3 de 5keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Agora, com a equação geral do trabalho da força elástica, podemos calcular o trabalho neste caso especial, onde a mola é comprimida por uma pessoa!

Considerando a posição inicial da mola como o ponto onde x é igual a zero, temos o trabalho da força elástica:

Passo 4 de 5keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Sendo assim, a mola está sendo comprimida, então x é negativo:

Passo 5 de 5keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Agora, sabemos que o trabalho realizado pela força elástica, ao ser contraída por uma pessoa, é negativo!

Depoimentos de estudantes que já assinaram o Exercícios Resolvidos

Nathalia Nascimento fez um comentárioCEFET/RJ • Engenharia
Foi um apoio àquelas aulas que não acabam totalmente com as dúvidas ou mesmo naquele momento de aprender o conteúdo sozinha. Além disso, dispensou a necessidade de um orientador e por isso, permitiu que eu estudasse em qualquer local e hora.
Valdivam Cardozo fez um comentárioUFRB • Engenharia
Tive uma sensação maior de autonomia nos estudos, as vezes era frustante não conseguir resolver uma determinada questão e nem sempre os professores corrigem as listas que passam.