Uma mola pendurada num suporte apresenta comprimento igual a 20cm. Na sua extremidade livre dependura-se um balde vazio, cuja massa é 0,50kg. Em seguida, coloca-se água no balde até que o comprimento da mola atinja 40cm. O gráfico a seguir ilustra a força que a mola exerce sobre o balde, em função do seu comprimento. Pede-se: (Adote: g = 10 m/s2 )
Soluções para a tarefa
Sistema em Equilibrio ; Fel = Pb +Pa (Pb = Peso do Balde ; Pa = Peso da Água)
Fel = (mb + ma) x g
100 = (0,5 + ma) x 10 (Dividi por 10)
Ma = 9,5 kg.
b)Epel = k . x²/2 (X = Deslocamento da Mola não ao Comprimento total).
Δx = 40-20 = 20cm.
K= ΔF/ΔX
k = 100 / 0,2(Energia Potencial Elástica no S.I,não pode ser em M.)
k = 500 N/m
Epel = 500 . 0,2²/2 (Multiplique 500 x 0,2² e divida por 2).
Epel = 10 J
A massa de água equivale à 9,5 Kg.
A força elástica representa uma força capaz de provocar uma deformação em um corpo que possui elasticidade.
De acordo com a Lei de Hooke, podemos calcular a força elástica por meio da seguinte equação -
Fel = K . Δx
Onde,
F: força aplicada no corpo elástico (N)
K: constante elástica (N/m)
Δx: variação sofrida pelo corpo elástico (m)
Quando o comprimento da mola é de 40 cm, sua deformação é dada por-
Δx = Xf - Xo
Δx = 40 - 20
Δx = 20 cm
Δx = 0,20 metros
Analisando o gráfico, podemos calcular a constante elástica da mola-
Fel = K. Δx
100 = K. (0,20)
K = 100/0,20
K = 500 N/m
O peso da água somado ao peso do balde equivale à força elástica.
Fel = K. Δx
Peso = K. Δx
(m + M). g = K. Δx
(0,50 + M). 10 = 500. 0,20
0,50 + M = 10
M = 10 - 0,50
M = 9,5 Kg
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