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Questão FC784148

Em uma superfície horizontal, um bloco de 3,2 Kg é puxado contra uma mola, fazendo uma compressão de 12 cm sobre esta. Conforme o bloco é então liberado, ele sofre uma aceleração d

Dinâmica

Instituto AOCP · 2022

Em uma superfície horizontal, um bloco de 3,2 Kg é puxado contra uma mola, fazendo uma compressão de 12 cm sobre esta. Conforme o bloco é então liberado, ele sofre uma aceleração devido à força da mola. O bloco desliza sobre a superfície e sobe uma rampa de inclinação de 30o, percorrendo uma distância de 18 cm (sob a rampa). A constante elástica da mola é, aproximadamente, igual a (Obs: Desconsidere as energias dissipativas do sistema; Considere a gravidade como 9,8 m/s2 .)

  1. 392 N/m.
  2. 235,2 N/m.
  3. 0,2352 N/m.
  4. 47,04 N/m.
  5. 3,92 N/m.
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Gabarito

A

Comentário do professor

Aplicando conservação de energia, a energia armazenada na mola transforma-se em energia potencial gravitacional ao subir a rampa, pois foi solicitado desconsiderar perdas (sem dissipação).

Calcule a altura: \(h = 0{,}18\cdot\sin 30^\circ = 0{,}09\ \mathrm{m}\).

Energia gravitacional adquirida: \(E_g = mgh = 3{,}2\cdot 9{,}8\cdot 0{,}09 = 2{,}8224\ \mathrm{J}.\)

Energia elástica inicial da mola: \(E_s=\tfrac{1}{2}kx^2\) com \(x=0{,}12\ \mathrm{m}\). Igualando \(E_s=E_g\) e isolando \(k\):

\(k=\dfrac{2mgh}{x^2}=\dfrac{2\cdot 2{,}8224}{0{,}12^2}=\dfrac{5{,}6448}{0{,}0144}=392\ \mathrm{N/m}.\)

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