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Uma caixa de 1,5 kg está acoplada a uma mola de constante 15 N/m. Com base nessas informações, encontre a velocidade desta caixa quando o sistema possui uma amplitude de 2,0 cm.
a. v=0,083m/s
b. v=0,053m/s
c. v=0,073m/s
d. v=0,093m/s
e. v=0,063m/s
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Desafios Para o Conhecimento

há 8 meses

Respostas

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há 8 meses

Para resolver essa questão, podemos usar a conservação de energia em um sistema massa-mola. A energia potencial armazenada na mola quando ela está esticada é dada pela fórmula: \[ E_p = \frac{1}{2} k x^2 \] onde: - \( k \) é a constante da mola (15 N/m), - \( x \) é a amplitude (2,0 cm = 0,02 m). A energia cinética da caixa quando a mola está em sua posição de equilíbrio é dada por: \[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \] onde: - \( m \) é a massa (1,5 kg), - \( v \) é a velocidade que queremos encontrar. A energia total do sistema é conservada, então: \[ E_p = E_k \] Substituindo as fórmulas: \[ \frac{1}{2} k x^2 = \frac{1}{2} m v^2 \] Cancelando \( \frac{1}{2} \) de ambos os lados e rearranjando para encontrar \( v \): \[ k x^2 = m v^2 \] \[ v^2 = \frac{k x^2}{m} \] \[ v = \sqrt{\frac{k x^2}{m}} \] Substituindo os valores: \[ v = \sqrt{\frac{15 \, \text{N/m} \cdot (0,02 \, \text{m})^2}{1,5 \, \text{kg}}} \] \[ v = \sqrt{\frac{15 \cdot 0,0004}{1,5}} \] \[ v = \sqrt{\frac{0,006}{1,5}} \] \[ v = \sqrt{0,004} \] \[ v \approx 0,063 \, \text{m/s} \] Portanto, a alternativa correta é: e) v=0,063m/s.

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