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Física

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(UFES) Pressiona-se uma pequena esfera de massa 1,8 g contra uma mola de massa desprezível na posição vertical, comprimindo-a de 6,0 cm. A esfera é então solta e atinge uma altura máxima de 10 m, a partir do ponto em que ela perde contato com a mola. Desprezando os atritos, a constante elástica da mola é, em newtons por metro:

a) 3
b) 10
c) 30
d) 50
e) 100
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Desvendando com Questões

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para resolver essa questão, vamos usar a conservação de energia. Quando a esfera é solta, a energia potencial elástica armazenada na mola se transforma em energia potencial gravitacional quando a esfera atinge a altura máxima. 1. Dados do problema: - Massa da esfera (m) = 1,8 g = 0,0018 kg (convertendo para kg) - Compressão da mola (x) = 6,0 cm = 0,06 m (convertendo para metros) - Altura máxima (h) = 10 m 2. Energia potencial gravitacional (Ep) na altura máxima: \[ Ep = m \cdot g \cdot h \] Onde \( g \) (aceleração da gravidade) é aproximadamente \( 9,8 \, \text{m/s}^2 \). \[ Ep = 0,0018 \, \text{kg} \cdot 9,8 \, \text{m/s}^2 \cdot 10 \, \text{m} = 0,1764 \, \text{J} \] 3. Energia potencial elástica (Ee) armazenada na mola: \[ Ee = \frac{1}{2} k x^2 \] Onde \( k \) é a constante elástica da mola. 4. Igualando as energias: \[ \frac{1}{2} k x^2 = m \cdot g \cdot h \] Substituindo os valores: \[ \frac{1}{2} k (0,06)^2 = 0,1764 \] 5. Resolvendo para \( k \): \[ \frac{1}{2} k (0,0036) = 0,1764 \] \[ k (0,0018) = 0,1764 \] \[ k = \frac{0,1764}{0,0018} \approx 98,0 \, \text{N/m} \] Portanto, a constante elástica da mola é aproximadamente 100 N/m. A alternativa correta é: e) 100.

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