Aula: Energia Potencial Elástica

Física

Nesta aula, nós vamos aprender como utilizar F = kx (Lei de Hooke) e E = ½kx² para encontrar a força e a energia potencial de uma mola comprimida.

Atividade

Q1:

Uma caixa com 50 J de energia cinética desliza numa superfície sem atrito. A caixa atinge uma mola e comprime-a 25 cm do seu comprimento de equilíbrio. Se a mesma caixa com a mesma energia inicial desliza numa superfície rugosa, comprime a corda 15 cm. Quanta energia perdeu a caixa quando deslizou pela superfície rugosa?

Q2:

No filme Monty Python e o Cálice Sagrado, uma vaca de massa 110 kg é catapultada do topo da parede de um castelo com 9,1 m de altura para pessoas que se encontravam mais abaixo. A vaca é lançada por uma mola com uma constante de 1,1×10 N/m que foi inicialmente comprimida a 0,50 m da sua posição de equilíbrio. A energia potencial gravítica é zero na base da parede do castelo.

Qual é a energia potencial gravítica da vaca à medida que desce a parede do castelo, considerando a vaca um ponto material?

Qual é a energia elástica da mola na vaca antes de ser lançada da catapulta?

Qual é a velocidade da vaca no instante em que atinge o solo?

Q3:

Uma criança de massa 32 kg salta para cima e para baixo num trampolim. O trampolim exerce uma força elástica restauradora na criança com uma constante de elasticidade de 5,0×10 N/m. No ponto mais alto do salto, a criança está 1,0 m acima da superfície do trampolim não deformado. Qual é a distância de compressão do trampolim quando a criança salta nele? Despreze o dobrar das pernas da criança ou qualquer transferência de energia da criança para o trampolim enquanto salta.

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