Question

Uma mola de constante elástica 20 N/m, deverá ser usada em uma construção, mas para isso é preciso saber qual a força e a energia potencial elástica para que ela sofra uma deformação de 20 cm. Também foi necessário calcular a forçar e trabalho que será preciso para levantar os blocos de concreto de 1000 Kg a uma altura de 20 m.

Answer 1

Para sofrer uma deformação de 20 cm:
$U_{elastica} = \frac{kx^{2}}{2} = \frac{20(0.2)^{2}}{2} = 0.4 \ J\\ |F_{elastica}| = kx = 20*0.2=4\ N$

Para levantar os blocos de concreto:
Como a força peso é uma força conservativa o trabalho necessário para levantar os blocos de 1000 kg é igual à variação de energia potencial gravitacional dos blocos ao subir à uma altura de 20 m. Considerando uma energia potencial gravitacional zero na altura h = 0, temos:
$U_{p}=mgh_1 - mgh_2 = 1000*10*20 = 200 \ kJ \\ W = Fd = F*20\\ F = \frac{200000}{20}=10 \ kN$