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Física

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A extremidade de determinada mola vibra com um período de 2 s, quando certa massa m é ligada a ela. Quando esta massa é acrescida de 2 kg, o período passa para 3 s.
Ache o valor de m. Assinale a alternativa correta:
A m = 2 kg
B m = 1,9 kg
C m = 1,6 kg
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Praticando Para o Saber

há 2 anos

Respostas

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Ed Verified user icon

ano passado

Para resolver essa questão, podemos usar a relação do período de um sistema massa-mola, que é dada pela fórmula: \[ T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}} \] onde \( T \) é o período, \( m \) é a massa e \( k \) é a constante elástica da mola. 1. Para a primeira situação (massa \( m \)): \[ T_1 = 2 \, s \] \[ 2 = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}} \] \[ \sqrt{\frac{m}{k}} = \frac{1}{\pi} \] \[ \frac{m}{k} = \frac{1}{\pi^2} \] \[ m = \frac{k}{\pi^2} \] 2. Para a segunda situação (massa \( m + 2 \, kg \)): \[ T_2 = 3 \, s \] \[ 3 = 2\pi \sqrt{\frac{m + 2}{k}} \] \[ \sqrt{\frac{m + 2}{k}} = \frac{3}{2\pi} \] \[ \frac{m + 2}{k} = \frac{9}{4\pi^2} \] \[ m + 2 = \frac{9k}{4\pi^2} \] Agora, temos duas equações: 1. \( m = \frac{k}{\pi^2} \) 2. \( m + 2 = \frac{9k}{4\pi^2} \) Substituindo a primeira na segunda: \[ \frac{k}{\pi^2} + 2 = \frac{9k}{4\pi^2} \] Multiplicando tudo por \( 4\pi^2 \) para eliminar as frações: \[ 4k + 8\pi^2 = 9k \] \[ 8\pi^2 = 5k \] \[ k = \frac{8\pi^2}{5} \] Substituindo \( k \) de volta na equação de \( m \): \[ m = \frac{\frac{8\pi^2}{5}}{\pi^2} = \frac{8}{5} = 1,6 \, kg \] Portanto, o valor de \( m \) é \( 1,6 \, kg \). A alternativa correta é: C m = 1,6 kg.

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