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
Questão 2
(Enem) Observe a situação descrita na tirinha abaixo.
(Francisco Caruso & Luisa Daou, Tirinhas de Física, vol. 2, CBPF, Rio de Janeiro, 2000.)
Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia
A) potencial elástica em energia gravitacional.
B) gravitacional em energia potencial.
C) potencial elástica em energia cinética.
D) cinética em energia potencial elástica.
E) gravitacional em energia cinética.
Questão 3
(FCC) Uma mola elástica ideal, submetida a ação de uma força de intensidade , 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 4
Calcule a deformação sofrida por um material elástico de constante elástica 40 N/m que adquire uma energia potencial elástica de 3,2 J.
A) 0,2 m
B) 0,4 m
C) 0,6 m
D) 0,8 m
E) 1,0 m
Questão 5
Ao se aplicar uma força elástica de 50 N em uma mola, ela se deforma em 0,8 m; com base nessas informações, qual é a energia potencial elástica adquirida por essa mola?
A) 5 J
B) 10 J
C) 15 J
D) 20 J
E) 25 J
Questão 6
Uma mola adquire uma energia potencial elástica E quando é deslocada em 50 cm da sua posição de equilíbrio; sabendo que a constante elástica dessa mola é 25 N/m, calcule a energia potencial elástica nela.
A) 0,250 J
B) 0,745 J
C) 1,590 J
D) 2,960 J
E) 3,125 J
Questão 7
Uma mola é comprimida em 0,2 m ao se aplicar uma força F, fazendo com que a mola adquira uma energia potencial elástica de 15J; com base nesses dados, calcule a força F aplicada na mola.
A) 150 N
B) 170 N
C) 190 N
D) 210 N
E) 230 N
Questão 8
Com base nos seus conhecimentos a respeito da energia potencial elástica, responda: a energia potencial elástica não pode ser transformada em:
I. Energia cinética.
II. Força elástica.
III. Energia potencial gravitacional.
IV. Energia potencial elétrica.
A) Alternativa I.
B) Alternativa II.
C) Alternativa III.
D) Alternativa IV
E) Alternativas I e III.
Questão 9
Um material recebe uma força de 1000 N adquirindo uma energia potencial elástica de 2000 J; com base nisso, calcule de quanto foi a deformação sofrida pelo material.
A ) 1 m
B) 2m
C) 3 m
D) 4 m
E) 5 m
Questão 10
Encontre a relação entre a força elástica da mola 1 e da mola 2 sabendo que a deformação da mola 1 é o dobro da deformação da mola 2 quando elas adquirem a mesma energia potencial elástica.
A) \(F_{el_1} = 2 \cdot F_{el_2} \)
B) \(F_{el_1} = 4 \cdot F_{el_2} \)
C) \(F_{el_1} = F_{el_2} \)
D) \(F_{el_1} = \frac{F_{el_2}}{4} \)
E) \(F_{el_1} = \frac{F_{el_2}}{2} \)
Questão 11
Um corpo de 2,5 kg se move com velocidade 10 m/s em uma superfície até atingir uma mola que se deforma em 2 m; através dessas informaçãoes, calcule a constante elástica dessa mola.
A) 15,6 N/m
B) 31,2 N/m
C) 62,5 N/m
D) 125,0 N/m
E) 250,0 N/m
Questão 12
Quais das alternativas apresentam as unidades de medidas correspondentes às grandezas físicas estudadas na energia potencial elástica?
I. A energia potencial elástica é medida em Joule.
II. A constante da mola é medida em Newton por metro.
III. A elongação da mola é medida em metros por segundo.
IV. A força elástica é medida em Joule.
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.
Resposta Questão 1
Alternativa C.
Primeiramente, converteremos a compressão da mola de centímetros para metros:
\(1,6 cm=0,016 m\)
Nesse caso temos a transformação da energia cinética em energia potencial elástica, então para calcularmos a velocidade desse objeto antes de se chocar com a mola, é necessário igualar as duas energias:
\(E_{c} = E_{pel} \)
\(\frac{m \cdot v^2}{2} = \frac{k \cdot x^2}{2} \)
\(\frac{4 \cdot v^2}{2} = \frac{100 \cdot (0,016)^2}{2} \)
\(4 \cdot v^2 = 100 \cdot 0,000256 \)
\(4 \cdot v^2 = 0,0256 \)
\(v^2 = \frac{0,0256}{4} \)
\({v} ^ {2} =0,0064\)
\(v = \sqrt {0,0064}\)
\(v=0,08 m/s\)
Resposta Questão 2
Alternativa C.
Nessa situação temos a transformação da energia potencial elástica em energia cinética, já que a deformação do arco propiciou o movimento da flecha.
Resposta Questão 3
Alternativa A.
Primeiramente, converteremos a deformação da mola de centímetros para metros:
\(2 cm=0,02 m\)
Por fim, calcularemos a energia potencial elástica através da fórmula que a relaciona à força elástica da mola e à deformação da mola:
\(E_{pel} = \frac{F_{el} \cdot x}{2} \)
\(E_{pel} = \frac{10 \cdot 0,02}{2} \)
\(E_{pel} = 0,10 \, \text{J} \)
Resposta Questão 4
Alternativa B.
Calcularemos a deformação sofrida pelo material através da fórmula que a relaciona à energia potencial elástica e à constante elástica:
\(E_{pel} = \frac{k \cdot x^2}{2} \)
\(3,2 = \frac{40 \cdot x^2}{2} \)
\(3,2 = 20 \cdot x^2 \)
\(x^2 = \frac{3,2}{20} \)
\({x} ^ {2} =0,16\)
\(x= \sqrt {0,16}\)
\(x=0,4 m\)
Resposta Questão 5
Alternativa D.
Calcularemos a energia potencial da mola, através da fórmula que a relaciona à força elástica da mola e à deformação da mola:
\(E_{pel} = \frac{F_{el} \cdot x}{2} \)
\(E_{pel} = \frac{50 \cdot 0,8}{2} \)
\(E_{pel} = 20 \, \text{J} \)
Resposta Questão 6
Alternativa E.
Primeiramente, converteremos a deformação da mola de centímetros para metros:
\(50 cm=0,5 m \)
Por fim, calcularemos a energia potencial elástica através da fórmula que a relaciona à constante elástica e à deformação elástica:
\(E_{pel} = \frac{k \cdot x^2}{2} \)
\(E_{pel} = \frac{25 \cdot (0,5)^2}{2} \)
\(E_{pel} = \frac{25 \cdot 0,25}{2} \)
\(E_{pel} = 3,125 \, \text{J} \)
Resposta Questão 7
Alternativa A.
Calcularemos a força aplicada na mola, utilizando a fórmula que a relaciona à energia potencial elástica e à deformação da mola:
\(E_{pel} = \frac{F_{el} \cdot x}{2} \)
\(15 = \frac{F \cdot 0,2}{2} \)
\(15 = F \cdot 0,1 \)
\(F = \frac{15}{0,1} \)
\(F=150 N\)
Resposta Questão 8
Alternativa B.
A energia potencial elástica só pode ser transformada em outras formas de energia e não em força.
Resposta Questão 9
Alternativa D.
Calcularemos a deformação sofrida pelo material, utilizando a fórmula que a relaciona à energia potencial elástica e à deformação da mola:
\(E_{pel} = \frac{F_{el} \cdot x}{2} \)
\(2000 = \frac{1000 \cdot x}{2} \)
\(2000=500\cdot x\)
\(x = \frac{2000}{500} \)
\(x = 4 m\)
Resposta Questão 10
Alternativa E.
De acordo com o enunciado, temos que a deformação da mola 1 é o dobro da deformação da mola 2, então:
\(x_1 = 2 \cdot x_2 \)
Igualando as energias potenciais elásticas, descobriremo qual a relação entre as forças elásticas das molas:
\(E_{pel_1} = E_{pel_2} \)
\(\frac{F_{el_1} \cdot x_1}{2} = \frac{F_{el_2} \cdot x_2}{2} \)
\(\frac{F_{el_1} \cdot 2 \cdot x_2}{2} = \frac{F_{el_2} \cdot x_2}{2} \)
\(F_{el_1} \cdot 2 \cdot x_2 = F_{el_2} \cdot x_2 \)
Eliminando os termos semelhantes:
\(F_{el_1} \cdot 2 = F_{el_2} \)
\(F_{el_1} = \frac{F_{el_2}}{2} \)
Resposta Questão 11
Alternativa C.
Nesse caso temos a transformação da energia cinética em energia potencial elástica, então, para calcularmos a constante elástica da mola, é necessário igualar as duas energias:
\(E_{c} = E_{pel} \)
\(\frac{m \cdot v^2}{2} = \frac{k \cdot x^2}{2} \)
\(m \cdot v^2 = k \cdot x^2 \)
\((2,5 \cdot 10)^2 = k \cdot 2^2 \)
\(2,5 \cdot 100 = k \cdot 4 \)
\(250 = k \cdot 4 \)
\(k = \frac{250}{4} \)
\(k=62,5 N/m\)
Resposta Questão 12
Alternativa A.
I. A energia potencial elástica é medida em Joule. (correta)
II. A constante da mola é medida em Newton por metro. (correta)
III. A elongação da mola é medida em metros por segundo. (incorreta)
A elongação da mola é medida em metros.
IV. A força elástica é medida em Joule. (incorreta)
A força elástica é medida em Newton.
