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(Pucrj 2016) Uma mola, de constante elástica 50,0 N/m, tem um comprimento relaxado igual a 10,0 cm. Ela é, então, presa a um bloco de massa 0,20 kg...

(Pucrj 2016) Uma mola, de constante elástica 50,0 N/m, tem um comprimento relaxado igual a 10,0 cm. Ela é, então, presa a um bloco de massa 0,20 kg e sustentada no alto de uma rampa com uma inclinação de 30° com a horizontal, como mostrado na figura. Não há atrito entre a rampa e o bloco. Nessa situação, qual é o comprimento da mola, em cm? Considere: g = 10 m/s2 sen 30° = 0,50 cos 30° = 0,87

a) 2,0
b) 3,5
c) 10,0
d) 12,0
e) 13,5

Essa pergunta também está no material:

04 02 (Lista - Dinâmica III)
2 pág.

Enem Colégio Dom BoscoColégio Dom Bosco

💡 1 Resposta

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Para resolver esse problema, podemos utilizar a conservação da energia mecânica. Inicialmente, a energia mecânica do sistema é dada pela energia potencial gravitacional do bloco, que é igual a mgh, onde m é a massa do bloco, g é a aceleração da gravidade e h é a altura do bloco em relação ao solo. Como o bloco está no alto da rampa, a altura h é dada por h = Lsenθ, onde L é o comprimento da rampa e θ é o ângulo de inclinação da rampa. Portanto, a energia mecânica inicial é dada por: Ei = mgh = 0,2 x 10 x 0,1 x sen30° = 0,01 J Quando o bloco desce a rampa, a energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética e energia potencial elástica da mola. No ponto em que a mola está totalmente comprimida, toda a energia potencial gravitacional foi convertida em energia potencial elástica da mola. Portanto, podemos igualar as duas energias potenciais: mgh = (1/2)kx² Onde k é a constante elástica da mola e x é a deformação da mola em relação ao seu comprimento relaxado. Podemos isolar x e substituir os valores: x = √(2mgh/k) = √(2 x 0,2 x 10 x 0,1 x sen30° / 50) = 0,035 m = 3,5 cm Portanto, a alternativa correta é a letra b).

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