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3. (G1 - IFBA) Na montagem experimental abaixo, os blocos A, B e C têm massas mA = 2,0 kg, mB = 3,0 kg e mC = 5,0 kg. Desprezam-se os atritos e a ...

3. (G1 - IFBA) Na montagem experimental abaixo, os blocos A, B e C têm massas mA = 2,0 kg, mB = 3,0 kg e mC = 5,0 kg. Desprezam-se os atritos e a resistência do ar. Os fios e as polias são ideais e adote g = 10 m/s2. No fio que liga o bloco B com o bloco C, está intercalada uma mola leve de constante elástica 3,5.103 N/m. Com o sistema em movimento, a deformação da mola é?

a) 2,0 cm
b) 1,0 cm
c) 1,5 cm
d) 2,8 cm
e) 4,2 cm

Essa pergunta também está no material:

Estudo Ativo Vol 2 - Ciências da Natureza-289-291
3 pág.

Enem Colégio Dom BoscoColégio Dom Bosco

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Para calcular a deformação da mola, podemos utilizar a Lei de Hooke, que relaciona a força aplicada em uma mola com a deformação que ela sofre. A fórmula é F = kx, onde F é a força aplicada, k é a constante elástica da mola e x é a deformação sofrida pela mola. No caso do problema, a força que atua na mola é a diferença entre o peso do bloco C e a tração no fio que liga os blocos B e C. Podemos calcular a tração no fio utilizando a segunda lei de Newton, que diz que a força resultante sobre um corpo é igual à sua massa multiplicada pela aceleração. Como os blocos estão em movimento, sabemos que a aceleração é a mesma para todos e é dada por a = g(mA - mB)/(mA + mB + mC). Assim, temos que a tração no fio é T = mC * a. Substituindo os valores, temos T = 5,0 * 10 * (2,0 - 3,0)/(2,0 + 3,0 + 5,0) = -10 N (o sinal negativo indica que a tração está no sentido contrário ao movimento). A força que atua na mola é F = mC * g - T = 5,0 * 10 - (-10) = 60 N. Substituindo na fórmula da Lei de Hooke, temos F = kx, onde k = 3,5 * 10^3 N/m. Assim, x = F/k = 60/3,5 * 10^3 = 0,017 m = 1,7 cm. Portanto, a alternativa correta é a letra b) 1,0 cm.

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