Flashcard FC277786
Como a energia potencial gravitacional se transforma durante a queda e o que ocorre ao atingir um elemento elástico?
Dinâmica
CEBRASPE (CESPE) · 2024
Como a energia potencial gravitacional se transforma durante a queda e o que ocorre ao atingir um elemento elástico?
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Resposta
A energia potencial gravitacional \(mgh\) transforma-se em energia cinética \( \tfrac{1}{2}mv^2 \) durante a queda; ao alcançar um elemento elástico, essa energia é convertida em energia potencial elástica \( \tfrac{1}{2}kx^2 \) (com parte podendo ser dissipada por forças não conservativas).Explicação:
Durante a queda há conversão progressiva de energia potencial gravitacional em energia cinética, à medida que a altura diminui e a velocidade aumenta.
Ao interagir com um elemento elástico (mola, colchão elástico etc.), a energia cinética é transferida para o sistema elástico e armazenada como energia potencial elástica, que pode depois ser devolvida ou parcialmente dissipada por atrito, som e amortecimento.
Exemplo:
Considere um bloco de massa \(m=1{,}0\ \text{kg}\) solto de altura \(h=2{,}0\ \text{m}\) acima de uma mola de constante \(k=500\ \text{N/m}\).
Energia inicial: \(E_i=mgh=1\cdot 9{,}8\cdot 2=19{,}6\ \text{J}\).
No máximo da compressão da mola, toda a energia mecânica (ignorando perdas) vira energia elástica: \(mgh=\tfrac{1}{2}kx^2\).
Assim \(x=\sqrt{\dfrac{2mgh}{k}}=\sqrt{\dfrac{2\cdot1\cdot9{,}8\cdot2}{500}}=\sqrt{0{,}0784}=0{,}28\ \text{m}\).
Veja como foi cobrado:
https://flashcardsconcursos.com.br/portal/flashcard/277537
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