(FCC) Uma mola elástica ideal, submetida à ação de uma força de intensidade F = 10 N, está deformada em 2,0 cm. A energia elástica armazenada na mola é de:
A) 0,10 J
B) 0,20 J
C) 0,50 J
D) 1,0 J
E) 2,0 J
Questão: 2
(Fatec) Um bloco de massa 0,60 kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano vertical. O ponto A está a 2,0 m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de constante elástica 150 N/m. São desprezíveis os efeitos do atrito e adota-se g=10 m/s2. A máxima compressão da mola vale, em metros:
A) 0,80
B) 0,40
C) 0,20
D) 0,10
E) 0,05
Questão: 3
(UEG) Em um experimento que valida a conservação da energia mecânica, um objeto de 4,0 kg colide horizontalmente com uma mola relaxada, de constante elástica de 100 N/m. Esse choque a comprime 1,6 cm. Qual é a velocidade, em m/s, desse objeto antes de se chocar com a mola?
A) 0,02
B) 0,40
C) 0,08
D) 0,13
Questão: 4
(Enem) Os carrinhos de brinquedo podem ser de vários tipos. Dentre eles, há os movidos a corda, em que uma mola em seu interior é comprimida quando a criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o carrinho entra em movimento enquanto a mola volta à sua forma inicial. O processo de conversão de energia que ocorre no carrinho descrito também é verificado em:
A) um dínamo.
B) um freio de automóvel.
C) um motor a combustão.
D) uma usina hidroelétrica.
E) uma atiradeira (estilingue).
Questão: 5
Qual a força elástica de uma mola que apresenta uma energia potencial elástica de 300 J quando é deformada em 0,5 metros?
A) 1000 N
B) 1360 N
C) 1870 N
D) 1200 N
E) 1450 N
Questão: 6
Ao deslocar uma mola de constante elástica igual a 60 N/m em 5 cm da sua posição de equilíbrio, ela apresenta uma energia potencial elástica, então determine o valor desta.
A) 0,75 J
B) 0,075 J
C) 7,5 J
D) 75 J
E) 750 J
Questão: 7
Uma mola é puxada com força de 200 N e possui uma energia potencial elástica de 500 J. Assim, determine a deformação que a mola pode ter sofrido.
A) 5
B) 10
C) 15
D) 20
E) 25
Questão: 8
Entre as opções abaixo, qual apresenta, respectivamente, a vantagem e a desvantagem da energia potencial elástica?
A) Conversão de energia rápida e aumento do impacto.
B) Conversão de energia rápida e não interferência no impacto.
C) Diminuição do impacto e conversão de energia lenta.
D) Diminuição do impacto e não conversão da energia.
E) A energia potencial elástica não apresenta vantagens e desvantagens.
Questão: 9
Quais das alternativas apresentam a unidade de medida correspondente às grandezas físicas estudadas na energia potencial elástica?
I. A energia potencial elástica é medida em Newton.
II. A constante da mola é medida em Newton por metro.
III. A deformação da mola é medida em metros por segundo.
IV. A força elástica é medida em Newton.
A) Alternativas I e II.
B) Alternativas III e V.
C) Alternativas I e III.
D) Alternativas II e IV.
E) Todas as alternativas estão corretas.
Questão: 10
Um objeto de massa 1500 g se move sobre um plano horizontal com velocidade de 90 km/h até colidir com uma mola que se deforma em 3 metros. Considerando essas informações, determine, aproximadamente, a constante da mola.
A) 25,69 m
B) 42,32 m
C) 0,536 m
D) 9,147 m
E) 104,2 m
Questão: 11
Duas molas apresentam a mesma energia potencial elástica, mas a mola 1 é deformada em quatro vezes a deformação da mola 2. Assim, qual é a relação existente entre as forças elásticas da mola 1 e da mola 2?
A) Fel 1=Fel 24
B) Fel 1=Fel 28
C) Fel 1=4⋅Fel 2
D) Fel 1=8⋅Fel 2
E) Fel 1=2⋅Fel 2
Questão: 12
Entre as situações descritas abaixo, qual está associada à presença da energia potencial elástica?
A) Movimento dos corpos.
B) Lançamento vertical dos objetos.
C) Atrito entre superfícies.
D) Materiais deformáveis.
E) Lançamento oblíquo dos objetos.
Alternativa A
Primeiramente, vamos converter a deformação da mola de centímetros para metros:
2 cm = 0,02 m
Então, para encontrar o valor da energia potencial elástica, utilizaremos a fórmula que a relaciona à força elástica e à deformação da mola:
Epel=Fel⋅x2
Epel=10⋅0,022
Epel=0,1 J
Questão: 2
Alternativa B
Calcularemos a máxima compressão da mola por meio da fórmula da conservação da energia mecânica:
Em antes=Em depois
A energia mecânica é a soma entre a energia cinética e a energia potencial, portanto:
Ec antes+Ep antes=Ec depois+Ep depois
A energia potencial é a soma entre a energia potencial elástica e a energia potencial gravitacional, então:
Ec antes+Epel antes+Epg antes=Ec depois+Epel depois+Epg depois
Como o bloco foi abandonado de uma determinada altura, posteriormente ele entra em contato com uma mola, então a energia potencial gravitacional se converte na energia potencial elástica. Assim, a fórmula se modifica para:
Epg antes=Epel depois
m⋅g⋅h=k⋅x22
0,6⋅10⋅2=150⋅x22
12=75⋅x2
x2=1275
x2=0,16
x=√0,16
x=0,4 m
Questão: 3
Alternativa C
Primeiramente, vamos converter a compressão da mola de centímetros para metros:
1,6 cm = 0,016 m
Há um objeto em movimento colidindo com uma mola, então há a conversão da energia cinética em energia potencial elástica. Para encontrar o valor da velocidade do objeto, utilizaremos a fórmula da conservação da energia mecânica:
Ec antes+Ep antes=Ec depois+Ep depois
Ec antes+Epel antes+Epg antes=Ec depois+Epel depois+Epg depois
Ec antes=Epel depois
m⋅v22=k⋅x22
4⋅v22=100⋅0,01622
4⋅v2=100⋅0,000256
4⋅v2=0,0256
v2=0,02564
v2=0,0064
v=√0,0064
v=0,08 m/s
Questão: 4
Alternativa E
O processo de energia que ocorre no carrinho descrito também é verificado em uma atiradeira (estilingue), já que em ambos os casos há a deformação do material, ocasionando o movimento, e acontece a conversão da energia potencial elástica em energia cinética.
Questão: 5
Alternativa D
Calcularemos a força elástica da mola utilizando a fórmula que a relaciona à energia potencial elástica e à deformação da mola:
Epel=Fel⋅x2
300=Fel⋅0,52
600=Fel⋅0,5
Fel=6000,5
Fel=1200 N
Questão: 6
Alternativa B
De início, converteremos a deformação da mola de centímetros para metros:
5 cm = 0,05 m
Posteriormente, calcularemos a energia potencial elástica por meio da sua fórmula:
Epel=k⋅x22
Epel=60⋅0,0522
Epel=60⋅0,00252
Epel=0,075 J
Questão: 7
Alternativa A
Calcularemos a deformação sofrida pela mola utilizando a fórmula que a relaciona à energia potencial elástica e à força elástica:
Epel=Fel⋅x2
500=200⋅x2
1000=200⋅x
x=1000200
x=5 m
Questão: 8
Alternativa C
A vantagem da energia potencial elástica é que ela apresenta diminuição do impacto sofrido em colisões, e a sua desvantagem é que ela demora para converter a energia do impacto.
Questão: 9
Alternativa D
I. A energia potencial elástica é medida em Newton. (Falso)
A energia potencial elástica é medida em Joule.
II. A constante da mola é medida em Newton por metro. (Verdadeiro)
III. A deformação da mola é medida em metros por segundo. (Falso)
A deformação da mola é medida em metros.
IV. A força elástica é medida em Newton. (Verdadeiro)
Questão: 10
Alternativa E
De início, vamos converter a massa do objeto de centímetros para metros:
1500 g = 15 kg
E converter a velocidade de quilômetros por hora para metros por segundo:
90 km/h3,6=25 m/s
Para encontrar a constante da mola, partiremos da fórmula da conversão da energia mecânica. Como temos a energia cinética se convertendo em energia potencial gravitacional, a fórmula se transforma em:
Ec=Epel
m⋅v22=k⋅x22
1,5⋅2522=k⋅322
1,5⋅625=k⋅9
937,5=k⋅9
k=937,59
k≅104,2 N/m
Questão: 11
Alternativa A
De acordo com o enunciado, temos que a mola 1 é deformada em quatro vezes a deformação da mola 2, então:
x1=4⋅x2
Pela igualdade entre as energias potenciais elásticas, encontraremos a relação existente entre as forças elásticas das molas:
Epel 1=Epel 2
Fel 1⋅x12=Fel 2⋅x22
Fel 1⋅4⋅x12=Fel 2⋅x22
Fel 1⋅4⋅x2=Fel 2⋅x2
Eliminando os termos semelhantes:
Fel 1⋅4=Fel 2
Fel 1=Fel 24
Questão: 12
Alternativa D
Quando há situações com materiais com propriedades elásticas que se deformam, há a presença de energia potencial elástica.
Fonte: Brasil Escola - https://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-energia-potencial-elastica.htm