Aula 20-2023.1- Física Geral e Experimental I- Questões do ENEM Resolvidas e outras sobre força restauradora da mola. Professor Rafael, quarta, 4

 

Professor Rafael visitando o Instituto de Física Teórica da UFRJ, na Ilha do Fundão, no Río de Janeiro.

Questões do ENEM 2015, sendo a de número 59 sobre  o oscilador massa-mola.

Estamos iniciando a aula 20 da disciplina Física Geral e Experimental I-UFCG-2023.1. Professor Rafael Rodrigues(UFCG, campus Cuité), nesta quarta-feira, 4, setembro.

Veremos algumas aplicações do princípio da conservação da energia mecânica: energia cinética, energia e potencial gravitacional visto anteriormente.

Desprezando o atrito, a energia mecânica EM é conservativa, ou seja, a energia potencial se transforma em energia cinética e vice-versa, sem mudar o valor da soma de ambas parcelas. Escolhendo dois pontos A e B, podemos escrever a lei de conservação:

E_M(A) = E_M(B),

com

E_M = E_c + E_pg

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Vimos que a equação da energia potencial gravitacional, varia  somente com a altura h: 

E_pg=mgh,

 

sendo m a massa do corpo e g a aceleração da gravidade.

Vimos também que a energia cinética para um corpo de massa m, em movimento, é definida como sendo o produto do quadrado da sua velocidade e dividido por 2.

Na aula de hoje, estudaremos o conceito de energia potencial elástica para um sistema massa-mola, em que a força varia com a posição.

Resolveremos algumas questões de Energia que caíram no ENEM.

Sistema de oscilador massa-mola. Energia Potencial Elástica: o gráfico é uma parábola centrada na origem, com a concavidade voltada para cima. Pois, o coeficiente do termo quadrático é positivo.

Gráfico da energia potencial elástica.

Gráfico da energia cinética do oscilador massa-mola: é uma parábola com a concavidade voltada para baixo. Pois, o coeficiente do termo quadrático é negativo.

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Questão do ENEM 2015.

Antes é preciso deduzir o alcance D, no lançamento obliquo de um projétil.  

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Questão. Dado o gráfico da energia potencial elástica em função da posição de um sistema conservativo, deduzir a energia cinética, em x=4m. Nesta questão, usando a lei de conservação da energia mecânica total, temos: 

Questão de um bloco de massa m e velocidade v se chocando com uma mola de constante elástica k. Considerando que não há atrito entre o bloco e  a superfície de contato, determine a máxima deformação da mola.

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