Questões de Concurso sobre Força elástica

Examine a figura abaixo.

Um semicírculo metálico de massa m e raio R, submetido a uma aceleração da gravidade de módulo g, encontra-se pendurado pelas suas extremidades por dois suportes, conforme mostrado na figura acima. O semicírculo está submetido a um campo magnético de módulo B que atravessa perpendicularmente o seu plano no sentido indicado na figura. Determine o valor do módulo da corrente elétrica $i$ que deve ser gerada através do semicírculo para que não haja tensão mecânica nos suportes e assinale a opção correta.

Sobre a lei de Hooke, assinale a informação INCORRETA:

Durante um longo voo de avião, um passageiro entediado usa elásticos, desses de prender dinheiro, para pendurar um objeto (seu telefone celular) na poltrona em sua frente, de modo que o objeto e o elástico só têm contato com os pontos em que estão afixados. Por um tempo, o objeto fica em repouso em relação ao acento. Porém, em certo momento, o passageiro percebe que o objeto se desloca para cima e o elástico se encurta sem que nada esteja em contato com o objeto, além do elástico. Assinale a afirmação física válida, considerando o referencial do passageiro:

Num plano horizontal 0xy há duas molas de comprimento L > 0； a primeira, de constante elástica K₁, tem uma extremidade fixada no ponto (-L,0); e a segunda, de constante elástica K₂ < K₁ tem uma extremidade fixada no ponto (1,0). As extremidades livres das duas molas estão presas a um ponto material P de massa $m>0$ que se move no plano sujeito apenas às forças elásticas das molas. Se o ponto P é colocado na posição (0,L), sua energia potencial V e a resultante das forças elásticas R= ( R_x, R_Y) em P satisfazem:

A figura a seguir mostra um sistema em equilíbrio estático, no qual um bloco de peso está suspenso por fios ideais, sendo que um dos fios está conectado a uma mola ideal, de constante elástica k, que se encontra na posição horizontal. Assim, o valor da elongação x produzida na mola pode ser expressa como:

Uma mola de constante elástica K possui a extremidade esquerda presa a um suporte vertical, e a outra extremidade a uma massa m, apoiada em uma superfície horizontal perfeitamente lisa. Inicialmente, a mola encontra-se comprimida com uma deformação x, ou seja, a massa m ocupa a posição -x. Com base nessas informações, calcule o intervalo de tempo para que a massa m passe pela posição x/2 pela primeira vez após o início da oscilação e assinale a alternativa correta.

O desenho a seguir representa um sistema em equilíbrio estático composto por duas hastes finas sem massa, h₁ e h₂, fios verticais e duas molas iguais, M₁ e M₂, com constante elástica igual a k, todos ideais. O bloco A tem peso P e está preso à haste h₂ horizontal. A haste h₂ forma um ângulo θ com a direção horizontal e, em suas extremidades, estão presas as molas M₁ e M₂, distendidas e fixas ao solo. Os pontos das barras em que estão presos os fios e as distâncias envolvidas estão indicadas no desenho. Podemos afirmar que 6 será:

No gráfico a seguir, que relaciona a intensidade da força tensora $\overrightarrow{F}$ aplicada sobre uma mola elástica ideal em função do seu alongamento, são apresentadas quatro molas elásticas ideais, A, B, C e D. Todas as molas foram esticadas a partir da mesma posição inicial passando pelo ponto em que a força tensora atingiu a intensidade f’, e todos os alongamentos foram anotados. Para essa condição, respectivamente, qual a mola que apresenta maior valor de constante elástica e em qual das molas o trabalho realizado pela força tensora foi maior?

O gráfico abaixo mostra como a posição X de um bloco de massa M, preso em uma mola sobre uma mesa sem atrito, varia com o tempo ao ser deslocada de sua posição de equilíbrio. A partir do gráfico, marque a alternativa que apresenta, respectivamente, a amplitude e o período do sistema massa-mola.

Analise as figuras abaixo.

As figuras acima representam um bloco de massa m que está preso a uma mola ideal de comprimento natural L e constante elástica k. Em equilíbrio, a lateral direita do bloco está a uma distância x₁ da parede. Sob a ação de uma força externa F, o bloco é deslocado, ao longo do plano, para uma nova posição, tal que a sua lateral direita está a uma distância x₂ da parede. Ao ser liberado dessa posição, o bloco executa um movimento harmônico simples (MHS). Assinale a opção que apresenta a energia cinética do bloco, em joules, na posição em que a lateral direita do bloco está a uma distância x₃ da parede.

Dados: θ = 30º; m = 2,00 kg; k = 5,00 x 10² N/m; x₂ - x₁ = 5,00 cm; x₃ = L; e g = 10,0 m/s².

Muitos entusiastas por modificações veiculares são apaixonados por carros rebaixados. Uma prática não recomendada pelo fabricante é a de cortar as molas de suspensão do veículo. Com essa alteração, a suspensão fica completamente fora das especificações e os amortecedores, fabricados para atenuar as oscilações de uma mola de constante elástica k_o, passam a exercer o amortecimento das oscilações de uma mola cortada de constante k. Se uma mola for cortada, sendo retiradas 2 voltas de uma mola, de um total original de 9 voltas, qual será o valor aproximado da razão entre o período de oscilação da mola cortada e o período de oscilação da mola original? Considere que os elos são idênticos ao longo de toda mola e que a massa da mola é desprezível em relação à massa a ser amortecida

Considere: um bloco de massa m, o qual é mantido encostado em uma parede vertical pela ação elástica de uma mola ideal de constante elástica k sem escorregar devido ao seu peso. Entre a superfície da parede e do bloco, há atrito, que é caracterizado pelo coeficiente de atrito q para esta interface.

Como mostra a figura a seguir, as distâncias horizontal e vertical do extremo superior de fixação da mola até o centro do bloco são a e b, respectivamente. Dessa maneira, para fixar o bloco e mantê-lo em equilíbrio de forças, qual o comprimento da mola (L) antes de ser esticada?

Um aluno propõe um experimento para ser realizado no pátio da escola para ilustrar a relação de força e movimento. O aluno que tem 48Kg sobe em sua bicicleta que tem 7Kg e permanece em repouso até o início do experimento. Ao aplicar força nos pedais, após 10 segundos de movimento, a velocidade atingida por ele na bicicleta é de 18Km/h. Desprezando a força de atrito, qual a força aplicada por ele na bicicleta durante o movimento?

Um meio elástico é submetido a uma perturbação que gera uma onda transversal. Considerando as características dessa onda, assinale a alternativa correta.

O bloco abaixo, na superfície da Terra, quando em repouso (equilíbrio estático), produz uma deformação de 10 cm na mola:

Determine a deformação desse mesmo sistema na superfície de um planeta, cuja densidade seja o triplo da densidade da Terra e o raio com metade do raio terrestre.

Analise a figura abaixo.

Dois blocos 1 e 2 estão inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal sem atrito. O bloco 1, de massa m₁, está preso a uma mola ideal (de massa desprezível e constante elástica k), e é mantido na posição em que a mola encontra-se deformada em Δx₁ = A. Na figura, essa deformação está indicada tomando como referência a posição do centro de massa do bloco 1 em relação ao ponto de equilibrio do sistema massa-mola (x_o = 0). O bloco 2, de massa m₂, está à esquerda do bloco 1. Ao ser liberado, o bloco 1 colide com o bloco 2 (colisão frontal), em um instante tal que a deformação da mola é Δx₂ =A/2, que na figura está novamente indicada tomando como referência a posição do centro de massa do bloco 1. Imediatamente após o choque, ambos os blocos possuem a mesma velocidade para a esquerda, porém não ficam grudados um no outro: o bloco 1, por estar preso à mola, realizará um MHS de amplitude A'. Assinale a opção que apresenta a razão A'/A.

Dados: m₁ = 1,0kg; e m₂ = 2,0kg.

Considere um sistema massa-mola oscilando numa superfície sem atrito, conforme a figura:

Assinale a alternativa INCORRETA:

Considere uma mola de constante elástica k = 500 N/m com uma de suas extremidades fixada em uma parede e a outra, em um bloco de massa igual a 1 kg, que pode se movimentar em uma superfície horizontal sem atrito. Assinale a opção que apresenta corretamente a frequência angular, em s${}^{-1}$, desse bloco.

O módulo da velocidade máxima do sistema massa-mola, executando um MHS, é igual a ω ∙ 𝑥_𝑚.

O aprendizado das funções matemáticas é fundamental por ter várias aplicações em nosso cotidiano. Como exemplo pode-se citar o seguinte experimento realizado: conforme a figura, um bloco B deslocou-se da posição inicial x_i = 0,05 metro até a posição final x_f = 0,02 metro, devido à ação de uma força elástica dada por F_el = Kx. A variável x foi medida a partir do ponto O, onde neste ponto a mola encontrava-se em seu comprimento natural (sem deformação). A mola é considerada ideal e de constante elástica K igual a 20.000 newtons/metro.

Sabe-se que na disciplina de física o trabalho da força elástica, cuja unidade é o joule, pode ser encontrado a partir da área entre o gráfico da função F_el(x) e o eixo horizontal x. Tendo em vista apenas o intervalo 0,02 m ≤ x ≤ 0,05 m para encontrar a área, assinale a alternativa que corresponde corretamente ao trabalho realizado pela força elástica neste intervalo.