Mecânica
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“Se eu vi mais longe, foi por estar sobre ombros de gigantes.”
Isaac Newton
Dinâmica
LISTA 27 – TRABALHO DA FORÇA ELÁSTICA E ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA
01. (UNESP) Uma minicama elástica é constituída por uma superfície elástica presa a um aro lateral por 32 molas idênticas, como mostra a figura. Quando uma pessoa salta sobre esta minicama, transfere para ela uma quantidade de energia que é absorvida pela superfície elástica e pelas molas.
Considere que, ao saltar sobre uma dessas minicamas, uma pessoa transfira para ela uma quantidade de energia igual a 160 J, que 45% dessa energia seja distribuída igualmente entre as 32 molas e que cada uma delas se distenda 3,0 mm. Nessa situação, a constante elástica de cada mola, em N/m, vale
(A) 5,0 × 105.
(B) 1,6 × 101.
(C) 3,2 × 103.
(D) 5,0 × 103.
(E) 3,2 × 100.
02. (FAMERP) A figura mostra o deslocamento horizontal de um bloco preso a uma mola, a partir da posição A e ate atingir a posição C.
O gráfico representa o módulo da foça que a mola exerce sobre o bloco em função da posição deste.
O trabalho realizado pela força elástica aplicada pela mola sobre o bloco, quando este se desloca da posição A até a posição B, e
a) 0,60 J.
b) – 0,60 J.
c) – 0,30 J.
d) 0,80 J.
e) 0,30 J.
03. (UNESP) Um rapaz de 50 kg está inicialmente parado sobre a extremidade esquerda da plataforma plana de um carrinho em repouso, em relação ao solo plano e horizontal. A extremidade direita da plataforma do carrinho está ligada a uma parede rígida, por meio de uma mola ideal, de massa desprezível e de constante elástica 25 N/m, inicialmente relaxada. O rapaz começa a caminhar para a direita, no sentido da parede, e o carrinho move-se para a esquerda, distendendo a mola. Para manter a mola distendida de 20 cm e o carrinho em repouso, sem deslizar sobre o solo, o rapaz mantém-se em movimento uniformemente acelerado.
Considerando o referencial de energia na situação da mola relaxada, determine o valor da energia potencial elástica armazenada na mola distendida de 20 cm e o módulo da aceleração do rapaz nessa situação.
04. (UECE) Duas massas iguais são presas entre si por uma mola ideal que obedece à lei de Hooke. Considere duas situações: (I) a mola é comprimida a 50% de seu tamanho original e (II) a mola é distendida de 50% de seu comprimento original. O termo tama-nho original se refere à mola sem compressão nem distensão. Sobre a energia elástica armazenada na mola nas situações (I) e (II), é correto afirmar que
a) é a mesma nos dois casos.
b) é maior no caso (I).
c) é maior no caso (II).
d) é nula em um dos casos.
05. (UERJ) Uma mola, que apresenta uma determinada constante elástica, está fixada verticalmente por uma de suas extremi- dades, conforme figura 1. 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, conforme figura 2. Em função de x2, o gráfico que melhor representa E está indicado em
06. (FAMERP) Em uma sessão de fisioterapia, um paciente executa um movimento lateral com a perna, alongando uma fita elástica, como mostra a figura.
A variação da força elástica exercida pela fita sobre a perna do paciente, em função da elongação da fita, é dada pelo gráfico a seguir.
Suponha que a força aplicada pela fita seja sempre perpendicular à superfície da perna do paciente. No deslocamento da posição X, na qual a fita tem elongação 20 cm, até a posição Y, em que a fita tem elongação 60 cm, o valor absoluto do trabalho realizado pela força elástica da fita sobre a perna do paciente é igual a
(A) 2,0 J.
(B) 12 J.
(C) 8,0 J.
(D) 4,0 J.
(E) 18 J.
07. (FEI-SP) Um corpo de massa 10 kg é puxado por uma mola de constante elástica k = 100 N/m. O comprimento natural é L0 = 2 m. Qual é o trabalho realizado pela força elástica para deslocar o corpo da posição x = 10 m para a posição x = 4 m?
a) 6000 J
b) 250 J
c) 3000 J
d) 500 J
e) 125 J
08. (PUC) Um bloco está apoiado em uma superfície horizontal de atrito desprezível e encontra-se preso a uma mola ideal, de tal forma que executa um movimento harmônico simples. Na figura a seguir, os pontos A, 0 e B representam os pontos de máxima compressão, de equilíbrio e de máxima elongação da mola, respectivamente.
O gráfico de barras que representa corretamente os percentuais da energia cinética do bloco e da energia potencial elástica armazenada na mola para as posições A, 0 e B, indicadas na figura, é:
09. (FEI-SP) Um aluno ensaiou uma mola pelo método estático e montou o gráfico a seguir. Qual é o trabalho da força elástica para o deslocamento de 3 m a 5 m?
a) 20 J
b) 30 J
c) 50 J
d) 80 J
e) 150 J
10. (FUVEST) Uma mola pendurada num suporte apresenta comprimento natural igual a 20 cm. Na sua extremidade livre, pendura-se um balde vazio, cuja massa é 0,5 kg. Em seguida, coloca-se água no balde até que o comprimento da mola atinja 40 cm. O gráfico anexo ilustra a intensidade da força que a mola exerce sobre o balde, em função do seu comprimento. Considere g = 10 m/s2.
Pede-se:
a) a massa de água colocada no balde;
b) a energia potencial elástica acumulada na mola no final do processo.
Respostas
1- A
2- A
3- Epe = 0,5 J; a = 0,10 m/s2
4- A
5- A
6- C
7- C
8- A
9- D
10-
a) M = 9,5 kg;
b) Epe = 10 J
