Força elástica
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Força elástica
A figura mostra um bloco unido por uma mola (k = 1250 N/m) sem se deformar, ao interior de um veículo. Ao exercer uma força F a aceleração do carrinho aumenta lentamente até o valor de 7,5 m/s².
Qual deformação a mola apresenta no instante que o bloco perde o contato com o piso?
A) 4cm
B) 3cm
C) 2cm
D) 1cm
Qual deformação a mola apresenta no instante que o bloco perde o contato com o piso?
A) 4cm
B) 3cm
C) 2cm
D) 1cm
Rennan Santos- Padawan
- Mensagens : 52
Data de inscrição : 14/01/2023
Idade : 17
Localização : Itaguai - Rio de Janeiro - Brasil
Re: Força elástica
Boa noite.
No momento que o bloco perder o contato com o piso a força normal será zero e a mola estará distendida de um valor x formando um ângulo com a horizontal.
Na direção vertical temos um equilíbrio entre a componente y da força elástica e o peso.
Na direção horizontal existe a componente x da força elástica que é a resultante responsável pela aceleração.
Apenas consegui desenvolver considerando que o bloco perde o contato com o piso quando a aceleração for 7,5m/s².
Desenvolvendo as expressões:
[latex] Eixo \: y: kxsen\theta=mg\rightarrow sen\theta=\frac{mg}{kx}
Eixo \: x: kxcos\theta=ma\rightarrow cos\theta=\frac{ma}{kx} [/latex]
Utilizando a relação trigonométrica fundamental:
[latex] sen^2\theta+cos^2\theta=1\rightarrow \frac{m^2g^2}{k^2x^2}+\frac{m^2a^2}{k^2x^2}=1
\therefore x=\frac{m}{k}\sqrt{(g^2+a^2)}=\frac{1}{1250}\sqrt{10^2+7,5^2}=\frac{12,5}{1250}=1\:cm [/latex]
No momento que o bloco perder o contato com o piso a força normal será zero e a mola estará distendida de um valor x formando um ângulo com a horizontal.
Na direção vertical temos um equilíbrio entre a componente y da força elástica e o peso.
Na direção horizontal existe a componente x da força elástica que é a resultante responsável pela aceleração.
Apenas consegui desenvolver considerando que o bloco perde o contato com o piso quando a aceleração for 7,5m/s².
Desenvolvendo as expressões:
[latex] Eixo \: y: kxsen\theta=mg\rightarrow sen\theta=\frac{mg}{kx}
Eixo \: x: kxcos\theta=ma\rightarrow cos\theta=\frac{ma}{kx} [/latex]
Utilizando a relação trigonométrica fundamental:
[latex] sen^2\theta+cos^2\theta=1\rightarrow \frac{m^2g^2}{k^2x^2}+\frac{m^2a^2}{k^2x^2}=1
\therefore x=\frac{m}{k}\sqrt{(g^2+a^2)}=\frac{1}{1250}\sqrt{10^2+7,5^2}=\frac{12,5}{1250}=1\:cm [/latex]
Leonardo Mariano- Monitor
- Mensagens : 519
Data de inscrição : 11/11/2018
Idade : 22
Localização : Criciúma/SC
Rennan Santos gosta desta mensagem
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