Exemplo de energia potencial elástica de uma mola

5 exemplos de questões sobre energia potencial elástica de molas

1. Uma mola recebe uma carga de 2 kg e é suspensa verticalmente em um suporte. Se a mola se alonga em 4 cm, qual é a variação em energia potencial A força elástica da mola é… g = 10 m/s²
Discussão
Conhecido :
Massa da carga (m) = 2 kg
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Peso da carga (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Aumento no comprimento da mola (x) = 4 cm = 0,04 metros
Perguntado Energia potencial elástica da mola
Jawab :
Fórmula Lei de Hooke é F = kx, onde F = força, k = constante elástica da mola e x = aumento no comprimento da mola. Se adaptada a este problema, a fórmula da lei de Hooke é alterada para w = kx, onde w = gravidadePara calcular a constante elástica da mola, basta alterar a fórmula da lei de Hooke para k = w / x. Portanto, a constante elástica da mola é k = w / x = 20 / 0,04 = 500 Newton/metro.
A variação da energia potencial elástica da mola é:
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,04)² = (250)(0,0016) = 0,4 Joules

A variação da energia potencial elástica de uma mola também pode ser calculada usando uma única fórmula:
EP = ½ kx² = ½ (w / x) x² = ½ wx = ½ mgx
Descrição: w = força peso da carga, m = massa da carga, x = variação no comprimento da mola.
EP = ½ (2)(10)(0,04) = (10)(0,04) = 0,4 Joules.

2. Para esticar uma mola em 10 cm, é necessária uma força de 50 N. A energia potencial elástica necessária para esticar a mola em 12 cm é…
Discussão
Conhecido :
Aumento no comprimento da mola (x) = 10 cm = 0,1 metros
Força (F) = 50 Newtons
Perguntado : energia potencial elástica da mola para esticá-la até 12 cm ou 0,12 metros.
Jawab :
A constante elástica da mola é:
k = F / x = 50 / 0,1 = 500 Newtons/metro
A mola utilizada é a mesma, portanto a constante elástica obtida no cálculo anterior é usada para calcular a energia potencial elástica da mola para esticá-la em 0,12 metros.
EP = ½ kx² = ½ (500)(0,12)² = (250)(0,0144) = 3,6 Joules.

3. O gráfico abaixo mostra a relação entre a força (F) e o aumento no comprimento da mola (x). Se a mola for deformada em 10 cm, então a energia potencial elástica da mola será…

Discussão
Conhecido :
Força (F) = 5 Newtons
Aumento no comprimento da mola (x) = 2 cm = 0,02 metros
Perguntado : energia potencial da mola se a mola for deformada em 10 cm ou 0,1 metros.
Jawab :
Constante elástica:
k = F / x = 5 / 0,02 = 250 Newtons/metro
A energia potencial da mola se ela for deformada em 0,1 metros:
EP = ½ kx² = ½ (250)(0,1)² = (125)(0,01) = 1,25 Joules.

Energia Potencial Elástica
4. Uma mola recebe uma carga de 2 kg, conforme mostrado na figura a seguir. Se a mola sofrer um aumento de comprimento de 5 cm e aceleração devido à gravidade Terra 10 ms^-2Então, a energia potencial elástica da mola é...
A. 4,0 J
B. 3,0 J
C. 2,5 J
D. 1,0 J
E. 0,5 J
Discussão
Conhecido :
Aumento no comprimento (Δx) = 5 cm = 0,05 metros
A aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
Massa da carga (m) = 2 kg
Peso da carga (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Perguntado Energia potencial da borracha?
Jawab :
Primeiro, calcule a constante elástica da mola usando a fórmula da lei de Hooke:
k = w / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
A energia potencial elástica da mola é:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,05)² = (200)(0,0025)
EP = 0,5 Joule
A resposta correta é E.

5. Para esticar uma mola em 5 cm, é necessária uma força de 20 N. A energia potencial da mola quando ela se estica em 10 cm é…
A. 2 Joule
B. 4 Joule
C. 20 Joule
D. 50 Joule
E. 100 Joules
Discussão
Conhecido :
Aumento no comprimento (Δx) = 5 cm = 0,05 metros
Força (F) = 20 Newtons
Perguntado Qual é o ponto de ejeção (EP) da mola quando ela se estica 10 cm?
Jawab :
Constante elástica:
k = F / Δx = 20 / 0,05 = 400 N/m
A energia potencial da mola quando Δx = 10 cm = 0,1 metros:
EP = ½ k Δx² = ½ (400)(0,1)² = (200)(0,01)
EP = 2 Joule
A resposta correta é A.