Durante o semestre de primavera no MIT, residentes dos edifícios paralelos nos dormitórios do Campus Leste combatem uns aos outros com grandes catapultas feitas de tubos cirúrgicos fixados em esquadrias de janelas. Um balão cheio de água com corante é colocado em um saco preso ao tubo, que é então esticado por toda a largura do quarto. Supondo que o tubo se estica obedecendo a Lei de Hooke, com uma constante de mola de 107N/m. Se o tubo é esticado 5 m e depois é solto, quanto trabalho (em J) a força do tubo realiza sobre o balão no saco até o tempo em que o tubo atinge seu comprimento não deformado?
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A força elástica é proporcional à deformação da mola, assim em um gráfico da força x deformação teríamos uma reta ascendente.
No eixo da força teríamos o valor máximo de F=kx F=107.5 F=535N; já no eixo da deformação teríamos valor máximo de 5m.
O trabalho pode ser calculado pela área que o gráfico forma em direção ao eixo da deformação.
T=5.535/2
T= 1337,5J
outra resolução poderia ser pela energia potencial elástica armazenada na mola
Ep=kx²/2 Ep=107.5²/2 Ep= 1337,5J
Como a força elástica é conservativa, seu trabalho é igual a Ep inicial - Ep final
Logo:
T = 1337,5 - 0
T= 1337,5J
No eixo da força teríamos o valor máximo de F=kx F=107.5 F=535N; já no eixo da deformação teríamos valor máximo de 5m.
O trabalho pode ser calculado pela área que o gráfico forma em direção ao eixo da deformação.
T=5.535/2
T= 1337,5J
outra resolução poderia ser pela energia potencial elástica armazenada na mola
Ep=kx²/2 Ep=107.5²/2 Ep= 1337,5J
Como a força elástica é conservativa, seu trabalho é igual a Ep inicial - Ep final
Logo:
T = 1337,5 - 0
T= 1337,5J
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