Por Nelson Lima de Souza Show Graduado em Física, Astronomia e Engenharia eletrônica pela UFRJ Energia potencial elásticaA energia potencial elástica é associada à deformação de um corpo e pode aparecer no Enem. Esse tipo de energia corresponde ao trabalho que a força elástica (variável) realiza, assim como a energia
cinética é associada ao conceito de movimento e à energia potencial gravitacional diz respeito ao conceito de altura de uma partícula em relação a um plano de referência. A energia associada à deformação de um corpo recebe o nome de energia potencial elástica. $$$E_{pe} = {k\cdot x^2\over 2}$$$ onde k representa a constante elástica da mola (ou elástico) e x a deformação sofrida pela mola. AplicaçõesAplicação 1 – UERJ – Uma mola, que apresenta uma determinada constante elástica, está fixada verticalmente por uma de suas extremidades. Ao acoplarmos a extremidade livre a um corpo de massa M, o comprimento da mola foi acrescido de um valor x, e ela passou a armazenar uma energia
elástica E. Em função de x$$$^2$$$, o gráfico que melhor representa E está indicado em: Resposta:
A. A energia potencial elástica é calculada pela seguinte expressão: $$$E_{pe} = {k\cdot x^2\over 2}$$$. No problema proposto, a variável do eixo horizontal é x$$$^2$$$. Desse modo, a função da energia potencial elástica será uma reta que passa pela origem. Aplicação 2 – Um bloco de massa 4,0 kg desloca-se com velocidade v sobre um plano horizontal
onde os atritos podem ser desprezados. O corpo colide com uma mola cuja constante elástica vale 900 N/m. Calcule o valor de v, sabendo que a mola sofreu uma
compressão máxima de 20 cm. Resposta: Como os atritos podem ser desprezados, a energia mecânica vai permanecer constante, isto é, a energia cinética possuída pelo bloco será armazenada totalmente pela mola. Assim, a energia cinética do bloco será igual à energia potencial elástica da mola. $$$E_c = E_{pe}$$$ $$${m\cdot v^2\over 2} = {k\cdot x^2\over 2}$$$ Substituindo os valores: Aplicação 3 – Um corpo de 3,0 kg é empurrado contra uma mola de constante elástica igual a 4,8×10$$$^3$$$ N/m, comprimindo-a de 10 cm. O corpo é liberado e a mola o projeta ao longo de uma superfície lisa e horizontal que termina em uma rampa inclinada de 30$$$^o$$$, conforme a figura. (A) Calcule a velocidade máxima que o corpo pode adquirir. Resposta: Como os atritos podem ser desprezados, a energia mecânica vai permanecer
constante, isto é, a energia potencial elástica armazenada pela mola que está comprimida será totalmente transformada em energia cinética ao longo do plano horizontal. Assim, a energia potencial elástica da mola será igual à energia cinética do bloco no trecho horizontal do percurso. $$$E_c = E_{pe}$$$ $$${m\cdot v^2\over 2} = {k\cdot x^2\over 2}$$$ Substituindo os valores teremos que a velocidade máxima do bloco será de 4,0 m/s. (B) Calcule a altura máxima atingida pelo corpo no plano inclinado. $$$E_{pe} = E_p$$$ Substituindo os valores, teremos que a altura máxima do bloco será de 80 cm. Observe que a inclinação do plano inclinado não afeta a altura máxima atingida no plano inclinado. A variação da inclinação do plano inclinado afetaria apenas a distância percorrida pelo corpo sobre o plano inclinado. Aplicação 4 – Na figura, a mola 1 está comprimida de 40 cm e tem constante elástica $$$k_1$$$ = 200 N/m. Após esta mola ser liberada, o bloco choca-se com a mola 2, de constante elástica $$$k_2k_2$$$ = 800 N/m e sem deformação inicial. Considerando os atritos desprezíveis, podemos afirmar que a mola 2 será comprimida de, no máximo: (A) 10 cm Resposta: E. A energia potencial elástica da mola 1 será totalmente transferida para a mola 2. Sendo assim, $$$E_{pe1} = E_{pe2}$$$ Aplicação 5 – A figura abaixo mostra uma mola ideal, comprimida por um carrinho de massa 3,0 kg
e um trilho inicialmente retilíneo e horizontal, que apresenta um segmento curvilíneo contido em um plano vertical. O trecho assinalado ABC é um arco de circunferência de raio 1,0 m e centro no ponto O. A constante elástica da mola vale 800 N/m. A mola é, então, liberada, e o carrinho sobe o declive passando pelo ponto mais alto B com uma velocidade de módulo igual a 2,0
m/s. Considere desprezíveis todos os atritos e g = 10 m/s$$$^2$$$. Calcule a compressão inicial da mola. Resposta: Como os atritos podem ser desprezados, a energia mecânica do sistema se conserva, isto é, a energia potencial elástica armazenada pela mola será transformada em energia cinética no ponto B mais a energia potencial gravitacional do ponto B, isto é, $$$E_{pe} = E_{cB} + E_{pB}$$$ $$$ {k\cdot
x^2\over 2} = {m\cdot v^2\over 2} + m\cdot g \cdot h $$$ Substituindo os valores, vamos encontrar que a compressão da mola vale 0,30 m. Aplicação 6 – O gráfico seguinte representa a energia potencial Ep (em joules) de um sistema conservativo isolado, em função da distância x (em metros). Para x = 1 m o sistema só apresenta energia potencial. (A) Calcule a energia mecânica do sistema. (B) Calcule a energia cinética do sistema para x = 3 m. Os comentários são de responsabilidade exclusiva de seus autores e não representam a opinião deste site. Se achar algo que viole os termos de uso, denuncie. Leia as perguntas mais frequentes para saber o que é impróprio ou ilegal.
Como calcular quantidade de movimento em kg m s?A quantidade de movimento pode ser calculada multiplicando-se a massa de um corpo por sua velocidade. Essa grandeza física é vetorial, e sua unidade de medida, de acordo com o SI, é o kg. m/s.
Como calcular a velocidade de um corpo em movimento?A fórmula da velocidade de um objeto em movimento retilíneo uniforme (ou seja, se movendo em linha reta e com velocidade constante) é dada por: v = Δs/Δt, onde Δs é o deslocamento e Δt é o intervalo de tempo.
Qual é a quantidade de movimento de um objeto de massa 6 kg que se move com velocidade igual a 12 m s?Resposta verificada por especialistas. A quantidade de movimento do objeto equivale a 150 Kg.
Qual é a quantidade de movimento?Quantidade de movimento é uma grandeza física vetorial que é definida pelo produto entre a massa, em quilogramas, e a velocidade, em metros por segundo. Trata-se de uma das mais importantes grandezas da Dinâmica por relacionar-se com outras grandezas, tais como força, impulso e energia cinética.
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