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Depois de deslizar sobre uma superfície horizontal lisa comvelocidade 0,5m/s, um bloco de massa m = 0,4kg atinge uma mola de constante elástica k = 500 N/m e começa a comprimi-la. No instante em que obloco para momentaneamente por causa da força restauradora exercida pela mola,de que distância x a mola foi comprimida? A B C D E 1.00 PONTO 0,86 cm 1,41 cm 0,54 cm 0,38 cm 1,20 cm
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Glaucus Cacá

há 2 anos

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Glaucus Cacá

há 2 anos

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há 11 meses

Para resolver essa questão, podemos usar o princípio da conservação de energia. A energia cinética do bloco é convertida em energia potencial elástica da mola no momento em que o bloco para. A energia cinética (Ec) do bloco é dada por: \[ Ec = \frac{1}{2} m v^2 \] Substituindo os valores: \[ Ec = \frac{1}{2} \times 0,4 \, \text{kg} \times (0,5 \, \text{m/s})^2 \] \[ Ec = \frac{1}{2} \times 0,4 \times 0,25 \] \[ Ec = 0,05 \, \text{J} \] A energia potencial elástica (Epe) armazenada na mola é dada por: \[ Epe = \frac{1}{2} k x^2 \] Onde \( k = 500 \, \text{N/m} \) e \( x \) é a compressão da mola. Igualando as duas energias: \[ \frac{1}{2} m v^2 = \frac{1}{2} k x^2 \] Cancelando os \( \frac{1}{2} \): \[ m v^2 = k x^2 \] Substituindo os valores: \[ 0,4 \times (0,5)^2 = 500 \times x^2 \] \[ 0,4 \times 0,25 = 500 \times x^2 \] \[ 0,1 = 500 \times x^2 \] Isolando \( x^2 \): \[ x^2 = \frac{0,1}{500} \] \[ x^2 = 0,0002 \] Agora, tirando a raiz quadrada: \[ x = \sqrt{0,0002} \] \[ x \approx 0,01414 \, \text{m} \] \[ x \approx 1,41 \, \text{cm} \] Portanto, a distância que a mola foi comprimida é aproximadamente 1,41 cm. A alternativa correta é: 1,41 cm.

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Craque NetoCraque Neto

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há 2 anos

Para resolver esse problema, podemos utilizar a conservação da energia mecânica. Quando o bloco para momentaneamente, toda a energia cinética é convertida em energia potencial elástica da mola. A energia cinética inicial do bloco é dada por: \(E_{c} = \frac{1}{2}mv^{2}\) \(E_{c} = \frac{1}{2} \times 0,4 \times (0,5)^{2}\) \(E_{c} = 0,05 J\) Essa energia cinética inicial é igual à energia potencial elástica máxima da mola, que é dada por: \(E_{p} = \frac{1}{2}kx^{2}\) \(0,05 = \frac{1}{2} \times 500 \times x^{2}\) \(0,05 = 250x^{2}\) \(x^{2} = \frac{0,05}{250}\) \(x^{2} = 0,0002\) \(x = \sqrt{0,0002}\) \(x \approx 0,0141 m\) Portanto, a mola foi comprimida a uma distância de aproximadamente 0,0141 metros, ou seja, 1,41 cm. A resposta correta é: 1,41 cm.

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