Atividade: Deformação de Molas

Nesta atividade, nós vamos praticar a utilização da fórmula F = kx para calcular a defomração de uma mola, definindo a constante da mola como a sua resistência à deformação.

Q1:

Uma mola com uma força constante de 64 N/m é puxada por uma força de 4,8 N. Por quantos centímetros o comprimento da mola aumenta?

Q2:

Uma mola com uma constante de 700 N/m é esticada quando uma força de 35 N é aplicada a ela, e seu comprimento quando esticada é de 0,48 m. Qual é o comprimento da mola quando ela não está estendida?

Q3:

Uma mola que tem 0,36 m de comprimento é puxada por uma força de 18 N. O comprimento da mola aumenta em 0,012 m. Qual é a constante da mola?

Q4:

Uma mola de 0,28 m de comprimento com uma força constante de 25 N/m é comprimida por uma força de 1,25 N. Qual é o comprimento da mola comprimida?

Q5:

Uma mola com uma constante de 120 N/m tem 0,35 m de comprimento quando relaxada. Uma força é exercida no final da mola e o comprimento da mola muda para 0,45 m. Qual é a magnitude da força exercida no final da mola?

Q6:

Uma mola aumenta em comprimento por 0,25 m quando uma força é aplicada a ela. A mola tem uma constante de 40 N/m. Qual é a magnitude da força exercida na mola?

Q7:

Qual das seguintes é a unidade correta de uma constante de mola?

  • AN⋅m2
  • Bm/N2
  • CN/m
  • DN2/m
  • EN⋅m

Q8:

Qual das seguintes fórmulas mostra corretamente a relação entre a força aplicada a uma mola, a mudança no comprimento da mola Δ𝑥, e a constante da mola (também conhecida como rigidez) da mola 𝑘?

  • A𝐹=𝑥Δ𝑘
  • B𝐹=𝑘Δ𝑥
  • C𝐹=1𝑘Δ𝑥
  • D𝐹=12𝑘Δ𝑥
  • E𝐹=𝑘Δ𝑥

Q9:

O gráfico mostra o comprimento de uma mola à medida que a força aplicada a ela muda. Qual é a magnitude da constante da mola?

Q10:

O gráfico mostra o comprimento de uma mola à medida que a força aplicada a ela muda. Qual é a constante da mola?

Q11:

O gráfico mostra o comprimento de uma mola à medida que a força aplicada a ela muda. Qual é a constante da mola?

Q12:

O gráfico mostra a extensão de uma mola à medida que a força aplicada a ela muda. Qual é a constante da mola?

Q13:

Um foguete é lançado da Terra, acelerando uniformemente. Dentro do foguete há painéis de controle, e alguns dos controles contêm molas. Uma mola em um dos controles alinhados verticalmente tem uma força constante de 555 N/m. A mola é esticada por 2,5 cm sob uma carga com uma massa de 1,2 kg.

Qual é a força para baixo na mola? Responda a uma casa decimal.

Qual é a aceleração ascendente do foguete? Responda a uma casa decimal.

Qual foi a extensão da mola antes do lançamento do foguete? Responda ao milímetro mais próximo.

Q14:

Uma mola com uma massa de 1,6 kg é fixada horizontalmente em ambas as extremidades, e uma força de 3 N é exercida em cada extremidade, puxando as extremidades da mola. A mola tem uma constante de 75 N/m. Em seguida, é liberada e retorna ao seu tamanho original. Então, a mola é esticada novamente. A mola se estende na mesma velocidade de quando foi inicialmente esticada, e é esticada pelo mesmo período de tempo, mas quando esticada pela segunda vez, a mão direita puxa com uma força de 4 N e a mão esquerda puxa com uma força de 2 N.

Até que ponto a mola estende a primeira vez que é esticada?

A que distância a mola se estende na segunda vez que é esticada?

Em que velocidade a mola acelera para a direita quando é esticada pela segunda vez?

Q15:

O gráfico mostra a extensão de uma mola à medida que a força aplicada a ela muda. Qual é a constante da mola?

Q16:

O gráfico mostra como a extensão de uma mola varia com a força aplicada nela.

Em que região do gráfico a mola tem a menor constante de elasticidade?

  • A𝐵𝐶
  • B𝐴𝐶
  • C𝐶𝐷
  • D𝐴𝐵
  • E𝐴𝐷

Em que região do gráfico a mola tem a maior constante de elasticidade?

  • A𝐵𝐷
  • B𝐵𝐶
  • C𝐴𝐵
  • D𝐶𝐷
  • E𝐴𝐷

Em que região do gráfico a constante de elasticidade varia continuamente?

  • Aapenas 𝐶𝐷
  • Bapenas 𝐵𝐶
  • C𝐵𝐶
  • Dapenas 𝐴𝐶
  • Eapenas 𝐴𝐵

Em que região do gráfico a extensão da mola aumenta?

  • A𝐴𝐷
  • Bapenas 𝐵𝐶
  • Capenas 𝐴𝐶
  • Dapenas 𝐶𝐷
  • Eapenas 𝐴𝐵

Em que região do gráfico está apenas representada a extensão reversível da mola?

  • A𝐶𝐷
  • B𝐵𝐶
  • C𝐴𝐷
  • D𝐴𝐵

Em que região do gráfico está apenas representada a extensão permanente da mola?

  • A𝐵𝐶
  • B𝐴𝐷
  • C𝐴𝐵
  • D𝐶𝐷

Q17:

Uma plataforma suspensa faz parte do andaime em torno de um arranha-céu que está sendo construído. Na plataforma está uma caixa de ferramentas com massa de 5 kg suspenso a partir de uma mola com uma extensão de 20 cm que tem uma constante de 245 N/m. Ocorre um acidente e a estrutura do andaime sob a plataforma quebra repentinamente. A plataforma cai, mas é desacelerada à medida que cai por fricção com os andaimes adjacentes. A plataforma cai uma distância de 2,5 m, durante o qual sua velocidade muda de zero para 4,5 m/s e, em seguida, atinge o repouso em um tempo insignificante. Qual é a extensão da mola quando a plataforma caiu 2,5 m mas ainda não chegou ao repouso? Arredonde sua resposta para o centímetro mais próximo.

Q18:

Um caixote em madeira de massa 15 kg é puxado por uma mola que está embutida numa das suas faces, como se mostra no diagrama. A constante de elasticidade da mola é de 725 N/m. O homem que puxa o caixote aplica uma força de 150 N nela, mas o caixote não se move. O homem puxa então com mais esforço, exercendo uma força de 250 N. O caixote começa a acelerar a 1,75 m/s2.

Quanto é que a mola se esticou quando o homem a puxou pela primeira vez? Responda arredondando às unidades.

Quando o caixote acelerava, qual era a intensidade da força que a mola exercia no caixote?

Quando o caixote acelerava, qual era a intensidade da força que este exercia na mola?

Quando o caixote acelerava, quanto é que a mola se esticou? Responda arredondando às unidades.

Q19:

Um brinquedo de criança tem um carro que inicia do repouso e, em seguida, acelera um plano abaixo e para lá dele, saindo de uma garagem de brincar a uma velocidade de 1 m/s2. A garagem de brincar não se move. O carro tem uma massa de 125 g. Uma mola liga o carro à garagem e a mola está no seu comprimento não esticado antes de o carro começar a descida pelo plano.

Qual é a força que atua no carro no sentido da descida no primeiro segundo do movimento?

Qual é a distância percorrida pelo carro no plano durante o primeiro segundo do movimento?

Qual é o valor da constante da mola no primeiro segundo do movimento do carro?

Q20:

A mola apresentada no diagrama tem uma constante de elasticidade de 50 N/m. Qual é a massa do objeto preso nela? Responda arredondando às unidades.

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