Perguntas

Questão: 1

(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 $g=10\ m/s^2$. 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) $F_{el\ 1}=\frac{F_{el\ 2}}{4}$

B) $F_{el\ 1}=\frac{F_{el\ 2}}{8}$

C) $F_{el\ 1}=4\cdot F_{el\ 2}$

D) $F_{el\ 1}=8\cdot F_{el\ 2}$

E) $F_{el\ 1}=2\cdot F_{el\ 2}$

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.

Respostas

Questão: 1

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:

$E_{pel}=\frac{F_{el}\cdot x}2$

$E_{pel}=\frac{10\cdot0,02}{2}$

$E_{pel}=0,1\ J$

Questão: 2

Alternativa B

Calcularemos a máxima compressão da mola por meio da fórmula da conservação da energia mecânica:

$E_{m\ antes}=E_{m\ depois}$

A energia mecânica é a soma entre a energia cinética e a energia potencial, portanto:

$E_{c\ antes}+E_{p\ antes}=E_{c\ depois}+E_{p\ depois}$

A energia potencial é a soma entre a energia potencial elástica e a energia potencial gravitacional, então:

$E_{c\ antes}+E_{pel\ antes}+E_{pg\ antes}=E_{c\ depois}+E_{pel\ depois}+E_{pg\ depois}$

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:

$E_{pg\ antes}=E_{pel\ depois}$

$m\cdot g\cdot h=\frac{k\cdot x^2}2$

$0,6\cdot10\cdot2=\frac{150\cdot x^2}2$

$12=75\cdot x^2$

$x^2=\frac{12}{75}$

$x^2=0,16$

$x=\sqrt{0,16}$

$x=0,4\ m$

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:

$E_{c\ antes}+E_{p\ antes}=E_{c\ depois}+E_{p\ depois}$

$E_{c\ antes}+E_{pel\ antes}+E_{pg\ antes}=E_{c\ depois}+E_{pel\ depois}+E_{pg\ depois}$

$E_{c\ antes}=E_{pel\ depois}$

$\frac{m\cdot v^2}2=\frac{k\cdot x^2}2$

$\frac{4\cdot v^2}2=\frac{100\cdot0,016^2}2$

$4\cdot v^2=100\cdot0,000256$

$4\cdot v^2=0,0256$

$v^2=\frac{0,0256}4$

$v^2=0,0064$

$v=\sqrt{0,0064}$

$v=0,08\ m/s$

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:

$E_{pel}=\frac{F_{el}\cdot x}2$

$300=\frac{F_{el}\cdot 0,5}2$

$600=F_{el}\cdot0,5$

$F_{el}=\frac{600}{0,5}$

$F_{el}=1200\ N$

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:

$E_{pel}=\frac{k\cdot x^2}2$

$E_{pel}=\frac{60\cdot 0,05^2}2$

$E_{pel}=\frac{60\cdot 0,0025}2$

$E_{pel}=0,075\ J$

Questão: 7

Alternativa A

Calcularemos a deformação sofrida pela mola utilizando a fórmula que a relaciona à energia potencial elástica e à força elástica:

$E_{pel}=\frac{F_{el}\cdot x}2$

$500=\frac{200\cdot x}2$

$1000=200\cdot x$

$x=\frac{1000}{200}$

$x=5\ m$

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:

$\frac{90\ km/h}{3,6}=25\ m/s$

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:

$E_c=E_{pel}$

$\frac{m\cdot v^2}2=\frac{k\cdot x^2}2$

$\frac{1,5\cdot 25^2}2=\frac{k\cdot 3^2}2$

$1,5\cdot 625=k\cdot9$

$937,5=k\cdot9$

$k=\frac{937,5}{9}$

$k≅104,2\ N/m$

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:

$x_1=4\cdot x_2$

Pela igualdade entre as energias potenciais elásticas, encontraremos a relação existente entre as forças elásticas das molas:

$E_{pel\ 1}=E_{pel\ 2}$

$\frac{F_{el\ 1}\cdot x_1}{2}=\frac{F_{el\ 2}\cdot x_2}{2}$

$\frac{F_{el\ 1}\cdot 4\cdot x_1}{2}=\frac{F_{el\ 2}\cdot x_2}{2}$

$F_{el\ 1}\cdot 4\cdot x_2=F_{el\ 2}\cdot x_2$

Eliminando os termos semelhantes:

$F_{el\ 1}\cdot 4=F_{el\ 2}$

$F_{el\ 1}=\frac{F_{el\ 2}}4$

Questão: 12

Alternativa D

Quando há situações com materiais com propriedades elásticas que se deformam, há a presença de energia potencial elástica.