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Ano: 2014 Banca: VUNESP Órgão: UNESP Prova: VUNESP - 2014 - UNESP - Vestibular - Primeiro Semestre |
Q491500 Física
O equipamento representado na figura foi montado com o objetivo de determinar a constante elástica de uma mola ideal. O recipiente R, de massa desprezível, contém água; na sua parte inferior, há uma torneira T que, quando aberta, permite que a água escoe lentamente com vazão constante e caia dentro de outro recipiente B, inicialmente vazio (sem água), que repousa sobre uma balança. A torneira é aberta no instante t = 0 e os gráficos representam, em um mesmo intervalo de tempo (t’), como variam o comprimento L da mola (gráfico 1), a partir da configuração inicial de equilíbrio, e a indicação da balança (gráfico 2).

                        imagem-019.jpg

Analisando as informações, desprezando as forças entre a água que cair no recipiente B e o recipiente R e considerando g = 10 m/s2 , é correto concluir que a constante elástica k da mola, em N/m, é igual a
Alternativas

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De acordo com o enunciado, tem-se:

massa inicial (mi) = 0,20kg (t = 0)

massa final (mf) = 1,16 kg (t = t´)

massa de água escoada (ma) = 1,16 – 0,20 = 0,96kg

Analisando o comprimento da mola verifica-se que:

Lfinal – Linicial = 0,12 – 0,20 = - 0,08

|∆L| = 0,08m

Como nas duas situações o sistema está em equilíbrio, tem-se que:

peso (P) = força elástica (Fel)

m.g = k . |∆L|

0,96 . 10 = k . 0,08

k = 120 N/m

Resposta A)

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Fe=k.x

Fe= força elástica; k= constante elástica da mola; x= deformação da mola


Fr=m.a

Fr= força resultante; m= massa; a= aceleração da gravidade


Fe=Fr        k.x=m.a       0,08.k=0,96.10       0,08.k=9,6       k=120 N/m

Fe = P

kx = mg

k(0,20-0,12) = 0,96*10

k = 9,6/0,08

k = 120N/m

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