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Trabalho e Energia

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Mensagem por grilhomatador Ter 05 maio 2020, 10:51

O carrinho da figura tem massa 400g e encontra-se parado comprimido em 12cm uma mola de constante elástica k=250N/m (Figura 1). Ao ser liberado, o carrinho se desprende da mola e sobe uma rampa até atingir uma altura máxima(Figura 2).

https://imgur.com/DRfirDu - Link da Imagem

De acordo com a situação descrita e desprezando as forças de atrito, julgue os itens a seguir.

1. Durante o movimento de subida, a força elástica, força peso e força normal realizam trabalho motor, resistente e nulo, respectivamente. 

2. Na figura 1, a força necessária para manter o carrinho parado é superior a 2,0kN.

3. Na Figura 1 o carrinho não possui energia mecânica, pois está parado.

4. O trabalho realizado pela força peso é proporcional à altura atingida pelo carrinho, independente da trajetória.

5. A altura máxima atingida pelo carrinho será superior a 0,30m.


Última edição por grilhomatador em Ter 05 maio 2020, 11:41, editado 1 vez(es)

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Mensagem por Elcioschin Ter 05 maio 2020, 11:13

Use unidades no SI

Epm = (1/2).k.x² 

Epg = m.g.Hmáx

Conservação de energia ---> Epg = Epm ---> calcule Hmáx

1) W = F.d.cosθ ---> é o ângulo entre a força e a trajetória

Tente completar. Note que várias das perguntas são puramente teóricas. É necessário o domínio da teoria básica.
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Mensagem por grilhomatador Ter 05 maio 2020, 11:41

A minha dúvida seria no item 5.
A força peso não faz um trabalho resistente?
Isso não influência no cálculo da altura máxima?

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Mensagem por Elcioschin Ter 05 maio 2020, 12:24

Sim, a força peso P faz um trabalho resistente.

Lógico que o peso influencia na altura máxima: a energia potencial gravitacional vale:

Epg = m.g.Hmáx ---> Epg = P.Hmáx ---> (1/2).k.x² = P.Hmáx

k, x são constantes logo, quanto maior o peso P, menor a altura máxima alcançada
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Mensagem por grilhomatador Ter 05 maio 2020, 13:47

Toda a energia potencial elástica vai ser transformada em potencial gravitacional?

Meu raciocínio estava sendo esse. 

Epel = Epg + Trabalho da Força Resistente

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Mensagem por Elcioschin Ter 05 maio 2020, 17:06

Não.

Não existem perdas de energia, pois não existe atrito.
Logo é valida a Lei da Conservação da Energia. 

Existem duas situações: a situação inicial com mola comprimida e corpo parado e a situação final com o corpo na altura máxima, parado.

Em cada uma das duas situações existem apenas dois tipos de energia:

A energia elástica da mola (Epel) e a energia potencial gravitacional (Epg)

Epg = Epel

O trabalho da força peso não participa desta equação pois NÃO se refere nem à situação inicial nem à situação final: este trabalho ocorreu entre as duas situações.
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Mensagem por grilhomatador Ter 05 maio 2020, 17:34

Ahhhhh, entendi kkkkk

Muito obrigado, Grande Mestre!!!

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