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Exercícios sobre energia potencial elástica

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre energia potencial elástica, tipo de energia mecânica armazenada a partir da deformação de materiais elásticos.

  • Questão 1

    (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

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  • Questão 2

    (Acafe – SC) Após uma cirurgia no ombro comumente o médico indica exercícios fisioterápicos para o fortalecimento dos músculos. Esses, por sua vez, podem ser realizados com auxílio de alguns equipamentos, como bolas, pesos e elásticos. Considere um exercício realizado com a ajuda do elástico em que o paciente deve puxá-lo até seu corpo e depois soltá-lo lentamente. A figura abaixo ilustra a posição do paciente.

    Considerando o exposto, assinale a alternativa correta que completa as lacunas das frases a seguir.

    Quando o paciente puxa o elástico, fornece energia para ele, que a armazena na forma de ___________. A força aplicada pelo elástico na mão do paciente é uma força __________ e __________.

    a) energia potencial elástica - constante - conservativa.

    b) energia potencial gravitacional - constante - não conservativa.

    c) energia potencial elástica - variável - conservativa.

    d) energia potencial gravitacional - variável - não conservativa.

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  • Questão 3

    Um objeto de massa m está posicionado a uma altura de 200 m. Ao ser abandonado, o objeto atinge e deforma uma mola colocada no solo. Sabendo que o peso do objeto corresponde ao quadrado da deformação x sofrida pela mola, determine a constante elástica da mola em Newtons por metro (N/m).

    a) 400

    b) 500

    c) 250

    d) 150

    e) 100

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  • Questão 4

    As afirmações a seguir tratam das características de materiais elásticos.

    I – A constante elástica indica a dificuldade imposta pela mola à deformação.

    II – A energia potencial elástica é inversamente proporcional à constante elástica da mola.

    III – A energia potencial elástica é diretamente proporcional ao produto da constante elástica pelo quadrado da deformação sofrida pelo material.

    IV – Uma mola de constante elástica igual a 150 N/m pode ser deformada com mais facilidade que outra mola com constante igual a 250 N/m.

    A respeito das afirmações acima, podemos dizer que:

    a) I, II e III são verdadeiras

    b) II, III e IV são verdadeiras

    c) I, III e IV são verdadeiras

    d) II, III e IV são falsas.

    e) Todas as afirmações são verdadeiras.

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Respostas

  • Resposta Questão 1

    Letra C

    A energia cinética do objeto em movimento foi transformada em energia potencial elástica. Portanto, ao igualar as equações que determinam essas energias, a velocidade do objeto pode ser determinada.

    Dado: 1,6 cm = 1,6 . 10 – 2 m

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  • Resposta Questão 2

    Letra C

    A energia armazenada em um elástico é a energia potencial elástica. A força elástica aplicada sobre a mão do paciente é variável, pois depende da deformação feita no elástico pelo paciente. A força elástica é uma força do tipo conservativa, pois sempre tenta levar o elástico para sua posição original.

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  • Resposta Questão 3

    Letra A

    Toda a energia potencial gravitacional, associada à altura da objeto, foi convertida em energia potencial elástica. Ao igualar as equações que determinam esses dois tipos de energia, a constante elástica da mola pode ser determinada.

    O enunciado informa que o peso do objeto corresponde ao quadrado da deformação sofrida pela mola, portanto, podemos dizer que o produto m.g, que corresponde ao peso, é igual a x2. A razão desses termos na equação acima resultará em 1, logo, podemos escrever:

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  • Resposta Questão 4

    Letra C

    Somente a afirmativa II é falsa. A energia potencial elástica é diretamente proporcional à constante elástica.

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