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Exercícios sobre energia potencial gravitacional e elástica

Conhecer a capacidade dos corpos de armazenar energia em razão de sua posição é indispensável na resolução destes exercícios sobre energia potencial gravitacional e elástica.

  • Questão 1

    (FUND. CARLOS CHAGAS) Uma mola elástica ideal, submetida a ação de uma força de intensidade F = 10N, está deformada de 2,0 cm. A energia elástica armazenada na mola é de:

    a) 0,10J

    b) 0,20J

    c) 0,50J

    d) 1,0J

    e) 2,0J

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  • Questão 2

    Um corpo de massa de 6 kg está posicionado a uma altura de 30m. Calcule a energia potencial gravitacional desse corpo.

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  • Questão 3

    (FATEC 2002) Um bloco de massa 0,60kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano vertical. O ponto A está a 2,0m 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=10m/s². A máxima compressão da mola vale, em metros:

    a) 0,80

    b) 0,40

    c) 0,20

    d) 0,10

    e) 0,05

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  • Questão 4

    Calcule a energia potencial elástica armazenada em uma mola, cuja constante elástica é 100 N/m, que está comprimida, apresentando uma deformação de 45 cm.

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Respostas

  • Resposta Questão 1

    Dados:

    F = 10 N

    X = 2 cm = 0,02 m

    Para calcular a energia potencial elástica, utilizamos a equação:

    E = kx2
             
    2

    Como o exercício não forneceu o valor da constante elástica da mola (k), devemos utilizar a equação da força elástica (F = kx) e reescrever a equação da energia da seguinte forma:

    E = F . x
             2

    Substituindo os dados, temos:

    E = 10 . 0,02
                2

    E = 0,1 J

    Alternativa A

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  • Resposta Questão 2

    E = m.g.h

    E = 6 . 10 . 30

    E = 1800 J

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  • Resposta Questão 3

    Dados:

    M = 0,60 Kg

    HA = 2,0m

    K = 150 N/m

    g = 10 m/s2

    A energia potencial gravitacional transforma-se em energia potencial elástica, portanto, elas são iguais e pode-se utilizar a expressão:

    Epot = Eel

    mgh = kx2
                   
    2

    Substituindo os dados, temos:

    0,6.10.2 = 150.x2
                          
    2

    12 = 75x2

    x2 = 12
           75

    x2= 0,16

    x = 0,4 m

    Alternativa B

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  • Resposta Questão 4

    Dados

    K = 100 N/m

    X = 45 cm = 0,45 m

    E = kx2
             
    2

    E = 100 . 0,452
                    
    2

    E = 10,125 J

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