Questões de Concurso sobre Força elástica

O sistema representado na figura seguinte é composto por um bloco de dimensões desprezíveis e de massa m apoiado em um plano inclinado, que forma um ângulo α com a direção horizontal. O sistema possui uma mola ideal de constante elástica k e comprimento natural x₀

O bloco se encontra apenas encostado na mola e em equilíbrio, na posição A, a uma altura y_A. Nesse momento, a mola está travada e comprimida de um valor x. Quando a mola é destravada, o bloco, pela ação da força elástica, percorre a distância d, sem atrito, indicada na figura, até atingir o ponto B, a uma altura y_B, onde ocorre a inversão do sentido de seu deslocamento.

Considerando g o módulo da aceleração da gravidade, a distância d percorrida pelo bloco é dada na alternativa

A relação entre as compressões máximas A e B das molas é dada por

A força aplicada em um material é inversamente proporcional à sua deformação, segundo a lei de Hooke.

Na figura ao lado estão associadas 10 molas unidas a uma massa M que são postas a oscilar. Considerando que M = 40 kg, k₁ = 4 N/m, k₂ = 6 N/m, k₃ = 8 N/m e k₄ = 10 N/m e desprezando a massa das barras que as conectam e as forças de atrito, assinale a alternativa que apresenta corretamente o período de oscilação do conjunto.

Dois blocos idênticos são conectados por uma mola. O conjunto é suspenso, em repouso, desde o teto, como mostrado na figura a seguir. A mola quebra-se repentinamente. Imediatamente após a quebra da mola, qual é a aceleração no bloco superior?

Um bloco de massa 1,0 kg é impulsionado por uma mola de constante elástica igual a 2000 N/m para cima de um plano inclinado de 30°. A mola é comprimida em 20 cm de sua posição de equilíbrio, lançando a massa a partir do repouso, inicialmente, sobre uma superfície horizontal de coeficiente de atrito cinético igual a 0,1. O plano tem comprimento igual a 1 m e, a distância de sua parte inferior até o ponto de partida do bloco, quando a mola está comprimida, é igual a 3,0 m. Além disso, entre o plano inclinado e o bloco não há atrito. Ao atingir o topo do plano inclinado, o bloco é então arremessado para fora do mesmo, descrevendo uma trajetória parabólica. A distância horizontal, 𝑋, atingida pelo bloco, medida a partir da reta vertical que passa pelo ponto de abandono é, aproximadamente: (adote g = 10 m/s² , sen30° = 0,5 e cos30° = 0,87).

Um cilindro, contendo certa massa de gás perfeito, tem um pistão que está ligado a uma mola ideal. Ao fornecer certa quantidade de calor Q, para esse sistema termodinâmico, observa-se uma expansão do gás com a consequente deformação da mola ∆x, conforme indica figura a seguir.

Em outro momento, para as mesmas condições iniciais anteriores, ao se fornecer o dobro da quantidade de calor 2Q, a esse sistema, observa-se que a mola sofre uma deformação duas vezes maior, 2∆x.

Considerando que nas duas expansões o sistema tenha sofrido a mesma variação de energia interna e que não houve atrito entre o pistão e o cilindro, pode-se afirmar que a constante elástica da mola vale

Na figura a seguir apresenta-se uma caixa de madeira de massa igual a 6,0 kg que está sobre um assoalho de madeira e é puxada por uma força externa paralela ao solo através de uma mola, até que entre em movimento e, em seguida mantenha-se em velocidade constante. A diferença entre o alongamento máximo da mola e o alongamento necessário para manter o movimento descrito é de _____ cm.

Assinale a alternativa que preenche corretamente a frase acima.

Dados:

I- Coeficiente de atrito estático entre a caixa e o assoalho, μe = 0,62

II- Coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o assoalho, μc = 0,48

III- Constante elástica da mola, k = 100 N/m

IV- Módulo da aceleração da gravidade, g = 10 m/s²

Um jogo de fliperama é um aparelho elétrico e/ou eletrônico operado por ficha ou moeda. Um desses jogos dispara a partir do repouso uma bolinha de aço de massa 10 g através de uma mola horizontal de constante elástica 4 N/m. Supondo que a bola de aço não esteja submetida a forças resistivas, se a mola do jogo for comprimida em 10 cm e então liberada a bola adquirirá uma velocidade, ao abandonar o contato com a mola, de:

Para estudar a Lei de Hooke, que analisa a relação entre a intensidade da força elástica e a deformação sofrida por uma mola, um aluno do curso de Engenharia realizou um experimento para determinar a constante elástica de cinco molas disponíveis no laboratório. Para tal, ele prendeu diferentes massas, de valores conhecidos, nas molas, e mediu a deformação máxima X sofrida por cada uma. Observe a seguir o esquema da montagem da prática e a tabela com os dados coletados.

Deformação da mola realizada devido à massa presa à mola

Com base nos dados disponíveis na tabela, qual mola, dentro das apresentadas, tem maior constante elástica?

A figura ilustra um sistema mecânico de dois corpos A e B, sendo que o corpo A desliza subindo o plano inclinado de um ângulo θ com a horizontal, puxado pelo corpo B que desce verticalmente. O fio que os liga é ideal, bem como a roldana que o deflete, não apresenta qualquer atrito. O plano inclinado é rugoso apresentando um coeficiente de atrito de escorregamento μ. Próximo ao corpo B há um dinamômetro ideal de mola elástica de constante K. Os corpos se movimentam com velocidade constante. A aceleração da gravidade local é g.

Nas condições expostas, a elongação x da mola do dinamômetro deve ser dada por

Uma mola elástica de massa desprezível e constante k oscila com uma bola de massa m. Para que essa massa esférica atinja uma velocidade v, qual deveria ser o deslocamento s da mola ao ser comprimida?

Duas molas ideais idênticas, cada qual com uma constante elástica k, estão penduradas em série, como demonstra a seguinte figura. Quando o bloco de massa m está ligada ao sistema de duas molas, o bloco move-se a uma distância x da posição de equilíbrio, como ilustrado. Qual das seguintes alternativas corresponde à frequência angular do bloco quando ele oscila verticalmente?

Se a condição b² = 4mk for satisfeita, então o movimento da massa será subamortecido.

As variáveis v e x estão relacionadas pela equação de uma elipse de eixo maior dado por max {2E/m, 2E/k}.

A ponte suspensa do Pipeline Bungy, na Nova Zelândia, é um excelente local para a prática do bungee jump, pois fica sobre um rio e conta com 100 m de altura de onde o saltadores se lançam. Suponha que um praticante de bungee jump com massa igual a 80 kg realize um salto do alto da ponte, usando uma corda com 30 m de comprimento apropriada para a prática desse esporte. Considere que a corda seja elástica, com constante de elasticidade igual a 40 N/m. A distância, acima da superfície do rio, a qual encontrar-se-á o praticante quando a corda atingir a máxima deformação será de: (adote g = 10 m/s²).

Uma barra plana de peso desprezível tem o comprimento de 10 m e está simplesmente apoiada em dois suportes, nos pontos A e B, que distam 6 m entre si e que a mantém na posição horizontal. Uma das suas extremidades está apoiada em A, e a outra está presa a uma mola ideal vertical fixa no teto de constante elástica igual a 25 N/m, conforme representado no desenho abaixo. Um menino de peso 400 N caminha sobre a barra a partir do ponto B em direção à extremidade presa à mola. Quando o menino está à máxima distância D do ponto A, sem que a barra gire, a elongação da mola é de 40 cm. O valor da máxima distância D é

Desenho Ilustrativo – Fora de Escala

Um bloco de massa 1 kg está colocado sobre uma balança e também dependurado verticalmente por uma mola ideal cuja constante elástica é de 100 N/m. A mola está alongada 3 cm em relação à sua posição de equilíbrio e o bloco apoiado sobre a balança. Nessas condições, qual a indicação da balança, em newtons?

Observação: utilize a intensidade da aceleração da gravidade no local como g = 10 m/s²

Um disco de raio R com centro em O pode girar livremente em um plano horizontal sem atrito em torno de um eixo fixo que passa por O. Uma mola de comprimento natural L tem uma das suas extremidades articuladas a um ponto fixo na parede. Este ponto está localizado a uma distância L do ponto O. A outra extremidade está articulada à borda do disco, em uma posição cujo movimento será analisado a seguir. Inicialmente, a mola se encontra em orientação perpendicular à parede e seu comprimento está reduzido a $x$ = L - R, como mostra a figura. Considere que os pontos A e B são pontos fixos do espaço e que R < L. A seguir, são feitas algumas afirmações sobre esse sistema.

1. O sistema tem apenas dois pontos de equilíbrio, A e B, sendo ambos instáveis.

2. Se um pequeno torque impulsivo for aplicado ao disco, este último continuará completando voltas indefinidamente, contanto que não haja nenhuma dissipação de energia.

4. Se um pequeno torque impulsivo for aplicado ao disco, este pode não completar uma volta se a sua massa for muito grande e a constante elástica for muito pequena, mesmo sem haver dissipação de energia.

8. Seja C um ponto fixo no espaço a uma distância R de O. Se |$\angle$AOC| < 30º, C nunca será um ponto de equilíbrio estável.

Assinale a alternativa que contém a soma dos números correspondentes às afirmações verdadeiras.

O sistema em questão é sub-amortecido.