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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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