Questão FC784538
Um técnico de laboratório está testando um lançador por mola que impulsiona um carrinho de massa m = 0,50 kg sobre um trilho horizontal. A mola do lançador tem constante elástica k
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Instituto AOCP · 2025
Um técnico de laboratório está testando um lançador por mola que impulsiona um carrinho de massa m = 0,50 kg sobre um trilho horizontal. A mola do lançador tem constante elástica k = 200N.m−1 e é comprimida x = 0,20 m antes do disparo. Após ser lançado, o carrinho alcança a velocidade v = 3,0 m.s-1 ao sair do mecanismo do lançador; em seguida percorre 1,5 m sobre o trilho até parar.
Considerando g = 9,8 m.s-2, assinale a alternativa correta.
- A energia armazenada inicialmente na mola é 2,25 J.
- O trabalho realizado pelas forças dissipativas sobre o carrinho após o lançamento é W = - 4 J.
- A força de atrito média que atua sobre o carrinho desde a liberação até a parada é aproximadamente fat = - 2,66 N.
- A energia dissipada durante a distensão da mola é 1,75 J.
- A energia dissipada durante todo o movimento do carrinho é 6,25 J.
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Gabarito
D
Comentário do professor
Energia elástica inicial: a mola armazena \(E_{\text{mol}}=\tfrac{1}{2}kx^2=\tfrac{1}{2}\cdot200\cdot0{,}20^2=4{,}0\ \mathrm{J}.\)
Energia cinética ao sair: o carrinho tem \(K=\tfrac{1}{2}mv^2=\tfrac{1}{2}\cdot0{,}50\cdot3{,}0^2=2{,}25\ \mathrm{J}.\)
Energia dissipada: a diferença entre a energia da mola e a energia cinética é a energia perdida por atrito e outras não conservativas durante a distensão, ou seja \(E_{\text{diss}}=4{,}0-2{,}25=1{,}75\ \mathrm{J}.\)
Portanto, os cálculos mostram que 1,75 J foram dissipados ao longo da distensão da mola, explicando a alternativa correta.
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