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Física

Colégio Objetivo
Um bloco de 0,2 kg, movendo-se sobre um plano liso horizontal a 72 km/h, atinge uma mola de constante elástica 20 N/cm.
A compressão máxima sofrida pela mola é
a) 10 cm
b) 20 cm
c) 30 cm
d) 40 cm
e) 50 cm
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Estudando com Questões

ano passado

Respostas

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Para resolver essa questão, precisamos usar a conservação de energia. A energia cinética do bloco será convertida em energia potencial elástica da mola quando a mola estiver comprimida ao máximo. 1. Calcular a energia cinética (Ec) do bloco: \[ Ec = \frac{1}{2} m v^2 \] Onde: - \( m = 0,2 \, \text{kg} \) - \( v = 72 \, \text{km/h} = 20 \, \text{m/s} \) (convertendo km/h para m/s, dividimos por 3,6) Então: \[ Ec = \frac{1}{2} \times 0,2 \times (20)^2 = \frac{1}{2} \times 0,2 \times 400 = 40 \, \text{J} \] 2. Calcular a energia potencial elástica (Epe) da mola: \[ Epe = \frac{1}{2} k x^2 \] Onde: - \( k = 20 \, \text{N/cm} = 2000 \, \text{N/m} \) (convertendo N/cm para N/m, multiplicamos por 100) - \( x \) é a compressão máxima da mola em metros. Igualando a energia cinética à energia potencial elástica: \[ 40 = \frac{1}{2} \times 2000 \times x^2 \] Resolvendo para \( x^2 \): \[ 40 = 1000 x^2 \implies x^2 = \frac{40}{1000} = 0,04 \implies x = \sqrt{0,04} = 0,2 \, \text{m} = 20 \, \text{cm} \] Portanto, a compressão máxima sofrida pela mola é 20 cm. A alternativa correta é: b) 20 cm.

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