Question

03 – Calcule o trabalho realizado pela força elástica sobre um pão de queijo preso a uma mola de constante elástica kk = 1000 ! " inicialmente na posição de equilíbrio (x0 = 0[m]), distendida até uma posição(x1 = 0,1[cm]). Por que a resposta é um valor negativo?

Answer 1

Explicação passo-a-passo:

K=1000N/m

T=Epe=?

x= 0,1 cm = 0,1/100=0,001m

1m-100 cm

x- 0,1 cm

Epe= Kx^2/2

Epe= 1000.0,001.0,001/2=0,0005j= 5•10^4 j

Answer 2

O trabalho realizado pela força elástica é de $\boldsymbol{-5,0\times 10^{-4}\:J}$, e seu valor é negativo pois a força elástica está no sentido oposto ao deslocamento.

Dados:

$k=1000\:N/m$

$x_{inicial}=0\:m$

$x_{final}=0,1\:cm=0,1\times 10^{-2}\:m$

Determinar: $W_{el}=?$

O trabalho de uma força elástica é determinado a partir da seguinte relação:

$W_{el}=\frac{1}{2}\cdot k\cdot\left(x_{inicial}^2-x_{final}^2\right)$

na qual $\underline{W_{el}}$ é o trabalho devido à ação da força elástica, em J ou N.m; k é a constante elástica da mola, em N/m; $\underline{x_{inicial}}$ é a posição inicial, em m, ocupada pelo corpo em contato com a mola; e $\underline{x_{final}}$ é a posição final, em m, ocupada pelo corpo em contato com a mola.

Substituindo as informações fornecidas na equação anterior, temos que o trabalho realizado pela força elástica sobre o pão de queijo será:

$W_{el}=\frac{1}{2}\cdot 1000\cdot\left[\left(0\right)^2-\left(0,1\times 10^{-2}\right)^2\right]$

$W_{el}=500\cdot\left(-0,01\times 10^{-4}\right)$

$\boldsymbol{W_{el}=-5,0\times 10^{-4}\:J}$

O valor do trabalho é negativo pois a força elástica é tipo de força resistivo ao deslocamento, ou seja, ela está sempre no sentido contrário ao movimento. Neste caso, como a mola está sendo distendida, a força elástica tende a puxar o pão de queijo de volta para a posição de repouso, possuindo então um valor negativo.

Obs.: Caso o pão de queijo estivesse comprimindo a mola, a força elástica tentaria a empurrá-lo de volta para a posição de repouso, possuindo também um valor negativo.

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