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Uma caixa de 1,5 kg está acoplada a uma mola de constante 15 N/m. Com base nessas informações, encontre a velocidade desta caixa quando o sistema possui uma amplitude de 2,0 cm.
Escolha uma opção:

a. v=0,063m/s
b. v=0,093m/s
c. v=0,073m/s
d. v=0,053m/s
e. v=0,083m/s
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Questões Para a Compreensão

há 2 anos

Respostas

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ano passado

Para resolver essa questão, podemos usar a fórmula da energia em um sistema massa-mola. A energia total do sistema é a soma da energia potencial elástica e da energia cinética. A energia potencial elástica (Epe) em uma mola é dada por: \[ Epe = \frac{1}{2} k x^2 \] onde: - \( k \) é a constante da mola (15 N/m), - \( x \) é a amplitude (2,0 cm = 0,02 m). A energia cinética (Ec) é dada por: \[ Ec = \frac{1}{2} m v^2 \] onde: - \( m \) é a massa (1,5 kg), - \( v \) é a velocidade que queremos encontrar. A energia total (Etotal) é constante e é a soma das energias potencial e cinética: \[ Etotal = Epe + Ec \] No ponto de máxima amplitude, toda a energia é potencial, então: \[ Etotal = Epe = \frac{1}{2} k x^2 \] Substituindo os valores: \[ Etotal = \frac{1}{2} \cdot 15 \cdot (0,02)^2 \] \[ Etotal = \frac{1}{2} \cdot 15 \cdot 0,0004 \] \[ Etotal = 0,003 \, J \] Agora, quando a caixa está em movimento, a energia total é a soma da energia potencial e cinética: \[ 0,003 = \frac{1}{2} m v^2 + \frac{1}{2} k x^2 \] Como estamos buscando a velocidade quando a mola não está mais esticada (x = 0), a energia potencial é zero e temos: \[ 0,003 = \frac{1}{2} \cdot 1,5 \cdot v^2 \] Resolvendo para \( v \): \[ 0,003 = 0,75 v^2 \] \[ v^2 = \frac{0,003}{0,75} \] \[ v^2 = 0,004 \] \[ v = \sqrt{0,004} \] \[ v \approx 0,063 \, m/s \] Portanto, a velocidade da caixa é aproximadamente 0,063 m/s. A alternativa correta é: a. v=0,063m/s

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há 2 anos

Para encontrar a velocidade da caixa quando o sistema possui uma amplitude de 2,0 cm, podemos utilizar a conservação da energia mecânica. Inicialmente, toda a energia potencial elástica armazenada na mola será convertida em energia cinética da caixa. A energia potencial elástica armazenada na mola é dada por: \[ E_p = \frac{1}{2}kx^2 \] Onde: - \( k = 15 \, N/m \) é a constante elástica da mola, - \( x = 2,0 \, cm = 0,02 \, m \) é a amplitude de oscilação. Substituindo os valores na fórmula, temos: \[ E_p = \frac{1}{2} \times 15 \times (0,02)^2 \] \[ E_p = \frac{1}{2} \times 15 \times 0,0004 \] \[ E_p = 0,003 \, J \] Essa energia potencial elástica será convertida em energia cinética da caixa, dada por: \[ E_c = \frac{1}{2}mv^2 \] Onde: - \( m = 1,5 \, kg \) é a massa da caixa, - \( v \) é a velocidade que queremos encontrar. Igualando as duas energias, temos: \[ E_p = E_c \] \[ 0,003 = \frac{1}{2} \times 1,5 \times v^2 \] \[ 0,003 = 0,75v^2 \] \[ v^2 = \frac{0,003}{0,75} \] \[ v^2 = 0,004 \] \[ v = \sqrt{0,004} \] \[ v = 0,063 \, m/s \] Portanto, a velocidade da caixa quando o sistema possui uma amplitude de 2,0 cm é de 0,063 m/s. Assim, a alternativa correta é: a) v=0,063m/s.

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Considere uma partícula que executa uma oscilação harmônica simples. A expressão que relaciona a posição e a velocidade é dada por:
Escolha uma opção:

a. v=- w.A.cos(w.t+∅o)
b. v=+ w.A.cos(w.t+∅o)
c. v= -w.A.sen(w.t+∅o)
d. v=± w.A.cos(w.t+∅o)
e. v=+ w.A.sen(w.t+∅o)

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