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O sistema massa-mola é considerado um oscilador que executa MHS. Um sistema massa-mola caracteriza-se pela presença de um corpo de massa m acoplado a uma mola, de constante elástica k, movimentando-se devido a uma força elástica restauradora. Considere um bloco de 2kg, preso a uma mola de constante elástica 10N/m e que está oscilando. Se, em um dado instante, ele está com velocidade de 1m/s e deslocado 2m da posição de origem, qual é a energia mecânica total do sistema? Selecione a resposta: A A energia mecânica do sistema mantém-se constante e vale 21,0Joules. B A energia mecânica do sistema varia em função do período e aqui vale 15,0Joules. C Não se pode calcular a energia mecânica do sistema, pois faltam dados. D A energia mecânica do sistema é igual à energia cinética e vale1,0 Joules. E A energia mecânica do sistema é igual à energia potencial elástica e vale 21,0 Joules.
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Murilo Oliveira Santos

ano passado

Respostas

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há 7 meses

Para calcular a energia mecânica total do sistema massa-mola, precisamos considerar tanto a energia cinética (Ec) quanto a energia potencial elástica (Ep). 1. Energia Cinética (Ec): A energia cinética é dada pela fórmula: \[ Ec = \frac{1}{2} m v^2 \] onde \( m = 2 \, \text{kg} \) e \( v = 1 \, \text{m/s} \). \[ Ec = \frac{1}{2} \times 2 \times (1)^2 = 1 \, \text{Joule} \] 2. Energia Potencial Elástica (Ep): A energia potencial elástica é dada pela fórmula: \[ Ep = \frac{1}{2} k x^2 \] onde \( k = 10 \, \text{N/m} \) e \( x = 2 \, \text{m} \). \[ Ep = \frac{1}{2} \times 10 \times (2)^2 = \frac{1}{2} \times 10 \times 4 = 20 \, \text{Joules} \] 3. Energia Mecânica Total (Em): A energia mecânica total é a soma da energia cinética e da energia potencial: \[ Em = Ec + Ep = 1 + 20 = 21 \, \text{Joules} \] Agora, analisando as alternativas: A) A energia mecânica do sistema mantém-se constante e vale 21,0 Joules. (Correta) B) A energia mecânica do sistema varia em função do período e aqui vale 15,0 Joules. (Incorreta) C) Não se pode calcular a energia mecânica do sistema, pois faltam dados. (Incorreta) D) A energia mecânica do sistema é igual à energia cinética e vale 1,0 Joules. (Incorreta) E) A energia mecânica do sistema é igual à energia potencial elástica e vale 21,0 Joules. (Incorreta, pois a energia potencial é 20 Joules) Portanto, a resposta correta é: A) A energia mecânica do sistema mantém-se constante e vale 21,0 Joules.

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ano passado

Analisando a situação apresentada, podemos calcular a energia mecânica total do sistema massa-mola. A energia mecânica total em um sistema massa-mola é a soma da energia cinética (KE) com a energia potencial elástica (PE). Dado que o bloco está oscilando, em um dado instante, ele possui uma velocidade de 1m/s e está deslocado 2m da posição de origem. Para calcular a energia cinética, utilizamos a fórmula: KE = (1/2) * m * v^2, onde m é a massa e v é a velocidade. Substituindo os valores, temos: KE = (1/2) * 2 * 1^2 = 1 Joule. Para calcular a energia potencial elástica, utilizamos a fórmula: PE = (1/2) * k * x^2, onde k é a constante elástica da mola e x é o deslocamento. Substituindo os valores, temos: PE = (1/2) * 10 * 2^2 = 20 Joules. Assim, a energia mecânica total do sistema é a soma da energia cinética com a energia potencial elástica: 1 Joule (energia cinética) + 20 Joules (energia potencial elástica) = 21 Joules. Portanto, a alternativa correta é: E A energia mecânica do sistema é igual à energia potencial elástica e vale 21,0 Joules.

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