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Exercícios sobre energia potencial gravitacional e elástica

Exercícios de Física

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre a energia potencial gravitacional e a energia potencial elástica. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior
questão 1

(UCB) Determinado atleta usa 25% da energia cinética obtida na corrida para realizar um salto em altura sem vara. Se ele atingiu a velocidade de 10 m/s, considerando g = 10 m/s2, a altura atingida em razão da conversão de energia cinética em potencial gravitacional é a seguinte:

a) 1,12 m.

b) 1,25 m.

c) 2,5 m.

d) 3,75 m.

e) 5 m.

questão 2

(Fuvest) No desenvolvimento do sistema amortecedor de queda de um elevador de massa m, o engenheiro projetista impõe que a mola deve se contrair de um valor máximo d, quando o elevador cai, a partir do repouso, de uma altura h, como ilustrado na figura a seguir. Para que a exigência do projetista seja satisfeita, a mola a ser empregada deve ter constante elástica dada por

Note e adote:

Forças dissipativas devem ser ignoradas;

A aceleração local da gravidade é g.

a) 2mg(h + d) / d2

b) 2mg(h – d)/d2

c) 2mgh/d2

d) mgh/d

e) mg/d

questão 3

Um objeto de massa m está acoplado a uma mola ideal que se encontra comprimida entre um anteparo vertical e o objeto. Ao soltar uma pequena trava, o objeto é empurrado pela mola, adquirindo velocidade v no momento em que a mola chega à posição relaxada. Determine a constante elástica dessa mola em função da massa do objeto, da compressão x e da velocidade adquirida.

a) 2m(v + x) 2

b) m (v – x)2

c) m(x/v)2

d) m(v/x)2

e) 2mv(1/x)2

questão 4

A respeito dos tipos de energia potencial, marque a alternativa incorreta:

a) A energia potencial gravitacional é armazenada em virtude da posição ocupada por um objeto qualquer.

b) A constante elástica de uma mola indica se ela é de fácil ou difícil deformação.

c) A energia potencial elástica é a metade do produto da constante elástica pela deformação sofrida pela mola.

d) A energia potencial elástica é armazenada em um material elástico em virtude de sua deformação.

e) Relacionar o conceito de energia somente à ideia de movimento é um erro, uma vez que, ao ocupar uma posição, um corpo possui energia potencial armazenada.

respostas
Questão 1

Letra “B”

Cálculo da energia cinética do atleta:

Somente 25% dessa energia é utilizada na execução do salto. Sendo assim, podemos escrever que a energia armazenada no ponto mais alto do salto é:

No ponto mais alto do salto, a energia é totalmente do tipo potencial gravitacional. Sendo assim, podemos escrever:

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Questão 2

Letra “A”

Pela imagem, podemos perceber que a altura total da queda do objeto é (h + d), sendo d a deformação da mola. Toda a energia potencial gravitacional armazenada em virtude da altura é transformada em energia potencial elástica. Sendo assim, podemos escrever:

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Questão 3

Letra “D”

No momento em que o objeto adquire a velocidade v, toda a energia potencial elástica é transformada em energia cinética. Podemos escrever que:

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Questão 4

LETRA “C”

A energia potencial elástica é definida como a metade do produto da constante elástica pela deformação da mola elevada ao quadrado.

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