Cesgranrio · Petrobras · Técnico(a) de Operação Júnior · 2012 · questão 42

Cesgranrio Petrobras 2012 Física · Conservação da energia mecânica também em Física · Energia potencial elástica

Questão 42

Uma esfera de massa 2,5 kg é abandonada de uma altura h (Figura 1). Ela atinge uma plataforma de massa desprezível sustentada por uma mola ideal. A compressão máxima sofrida pela mola foi de 5,0 cm (Figura 2).

Considere que sobre a esfera apenas atuem forças conservativas.

Nessas condições, qual é, aproximadamente, em cm, o valor da altura h?

Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s\(^{2}\)
constante elástica da mola = 1.500 N/m

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Resposta da banca: D

Resolução comentada

Situar o problema antes de calcular.

Assunto

Conservação da energia com mola: a energia potencial gravitacional da altura de queda vira energia elástica na compressão máxima.

Objetivo

Achar a altura h de onde cai uma esfera de 2,5 kg que comprime 5,0 cm uma mola de 1.500 N/m. O que está em jogo é ler na figura até onde h é medida.

Conceitos para revisar

Energia elástica na compressão máxima

A esfera para: toda a energia potencial gravitacional perdida está na mola.

\[m\, g\, h = \dfrac{k\, x^{2}}{2}\]

x0,05 m

haltura de queda até o ponto de parada

Onde termina h

Na Figura 1, a cota h vai da esfera até a linha tracejada do nível da plataforma comprimida, 5,0 cm abaixo do topo. h já inclui a compressão.

\[h = \text{queda total}\]

não somar os 5 cm de novo

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