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Quando estamos interessados nas oscilações verticais devido a suspensão de um automóvel, podemos considerar que o automóvel está montado sobre quatro molas idênticas. As molas de um certo carro estão ajustadas para que as oscilações tenham uma frequência de 3,00 Hz. Qual a constante de mola de cada mola se a massa do carro for igual a 1450 kg e a massa estiver igualmente distribuída sobre as molas?
A) k = 5,15 · 10⁵ N/m
B) k = 3,25 · 10⁵ N/m
C) k = 2,57 · 10⁵ N/m
D) k = 1,29 · 10⁵ N/m
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Questões para Estudantes

há 9 meses

Respostas

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há 9 meses

Para resolver essa questão, podemos usar a fórmula da frequência de oscilação de um sistema massa-mola, que é dada por: \[ f = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k}{m}} \] onde: - \( f \) é a frequência (em Hz), - \( k \) é a constante da mola (em N/m), - \( m \) é a massa (em kg). Dado que a massa do carro é de 1450 kg e está distribuída igualmente sobre quatro molas, a massa efetiva em cada mola será: \[ m_{mola} = \frac{1450 \, \text{kg}}{4} = 362,5 \, \text{kg} \] Agora, substituímos os valores na fórmula da frequência: \[ 3,00 = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k}{362,5}} \] Isolando \( k \): 1. Multiplicamos ambos os lados por \( 2\pi \): \[ 3,00 \cdot 2\pi = \sqrt{\frac{k}{362,5}} \] 2. Elevamos ao quadrado: \[ (3,00 \cdot 2\pi)^2 = \frac{k}{362,5} \] 3. Multiplicamos ambos os lados por 362,5: \[ k = 362,5 \cdot (3,00 \cdot 2\pi)^2 \] Calculando \( (3,00 \cdot 2\pi)^2 \): \[ 3,00 \cdot 2\pi \approx 18,85 \] Elevando ao quadrado: \[ (18,85)^2 \approx 355,62 \] Agora, multiplicando por 362,5: \[ k \approx 362,5 \cdot 355,62 \approx 129,00 \times 10^5 \, \text{N/m} \] Assim, a constante da mola é aproximadamente: \[ k \approx 1,29 \times 10^5 \, \text{N/m} \] Portanto, a alternativa correta é: D) k = 1,29 · 10⁵ N/m.

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A segunda lei da termodinâmica pode ser usada para avaliar propostas de construção de equipamentos e verificar se o projeto é factível, ou seja, se é realmente possível de ser construído. Considere a situação em que um inventor alega ter desenvolvido um equipamento que trabalha segundo o ciclo termodinâmico de potência mostrado na figura. O equipamento retira 800 kJ de energia, na forma de calor, de um dado local que se encontra na temperatura de 1000 K, desenvolve uma dada quantidade líquida de trabalho para a elevação de um peso e descarta 300 kJ de energia, na forma de calor, para outro local que se encontra a 500 K de temperatura. A eficiência térmica do ciclo é dada pela equação fornecida.


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A correta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é menor do que a eficiência teórica máxima.
B incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é maior do que a eficiência teórica máxima.
C correta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é menor do que a eficiência teórica máxima.
D incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é maior do que a eficiência teórica máxima.
E incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é menor do que a eficiência teórica máxima.
A correta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é menor do que a eficiência teórica máxima.
B incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 50% e é maior do que a eficiência teórica máxima.
C correta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é menor do que a eficiência teórica máxima.
D incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é maior do que a eficiência teórica máxima.
E incorreta, pois a eficiência de seu equipamento é de 62,5% e é menor do que a eficiência teórica máxima.

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