Question

Considere o sistema massa mola mostrado a seguir composto por uma massa m = 100g e uma mola de constante elástica k = 1,5N/m e elongação natural L0 = 22cm. Seja H = 2,5m, h = 1,0m e C = 15cm. Determine a energia potencial elástica do sistema quando a base do objeto cilíndrico se encontra a 97cm do chão.
Importante: considere o referencial da energia potencial no chão e adote g = 9.80m/s2. Dê sua resposta no sistema internacional (sem incluir as unidades) e utilizando duas casas decimais.

Answer 1

A mola possui 1,01 J de energia potencial elástica armazenada.

O principal ponto nessa questão é no estabelecimento das alturas. Temos uma questão de Energia Potencial Elástica. Vamos calcular primeiro a deformação da mola:

O objeto C está a 97cm do chão, logo a base dele está a H - 97 = 250 - 97 = 153cm do teto. O objeto C tem 15 cm de tamanho. Logo, o topo desse objeto está a 153 - 15 = 138cm do teto.

Sendo assim, o comprimento final da mola vale: 138 cm. Então, sua deformação vale:

x = L - Lo = 138 - 22 = 116 cm = 1,16 m

Então, a energia potencial elástica é:

E = kx²/2 = 1,5*(1,16)²/2 = 1,0092 J = 1,01 J

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