Fisica

Uma pedra de 8,00 kg está em repouso sobre uma mola. A mola está comprimida 10,0 cm pela pedra. (a) Qual a

constante de mola? (b) A pedra é empurrada para baixo mais 30,0 cm e então é solta. Qual a energia potencial

elástica da mola comprimida imediatamente antes de a pedra ser solta? (c) Qual a variação da energia potencial

gravitacional do sistema pedra-Terra quando a pedra se move do ponto em que foi solta até a sua altura máxima? (d)

Qual será essa altura máxima, medida a partir do ponto em que a mola é solta?

a) Pela Lei de Hooke vem:

F = k.x

Como a força deformadora é o peso P da pedra, vem:

P = k.x

m.g = k.x

k = m.g/x

Considerando-se g = 9,8 m/s², vem:

k = 8.(9,8)/0,1 = 784 N/m

b) A deformação total da mola é:

x = 10 + 30 = 40 cm

Imediatamente antes da pedra ser solta, a mola tem energia potêncial elástica associada a sua deformação total:

Epel = k.x²/2 = 784.(0,4)²/2 = 62,72 J

c) Considerando-se o sistema conservativo, pelo princípio de conservação da energia mecânica, tem-se que:

ΔEpg = Epel = 62,72 J

d) Pelo princípio de conservação da energia mecânica vem que:

ΔEpg = Epel

m.g.ΔH = Epel

(H - Ho) = Epel/m.g

Considerando-se Ho = 0, vem:

H = 62,72/8.(9,8) = 0,8 m