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ITA · Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA)

Questão 11 — Física: Dinâmica — Força Elástica (Lei de Hooke)

Física Dinâmica — Força Elástica (Lei de Hooke)

ITA Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2017 — Física

Gabarito disponível

Texto-base:
Quando precisar use os seguintes valores para constantes: Aceleração da gravidade: 10 m/s². Calor específico da água: 1,0 cal/g.K. Conversão de unidade: 1,0 cal = 4,2 J. Massa específica da água: 1g/cm³. Massa da Terra: 6,0 × 10²⁴kg. Raio da Terra: 6,4 × 10⁶m. Constante de Boltzman: k_B = 1,4 × 10⁻²³J/K. Constante dos gases: R = 8,3 J/mol.K. Massa atômica de alguns elementos químicos: M_C = 12 u, M_O = 16 u, M_N = 14 u, M_Ar = 40 u, M_Ne = 20 u, M_He = 4 u. Velocidade do som no ar: 340 m/s. Massa específica do mercúrio: 13,6 g/cm³. Permeabilidade magnética do vácuo: 4π × 10⁻⁷ Tm/A. Constante de Gravitação universal G = 6,7 × 10⁻¹¹m³/kg.s².

Um sistema é constituído por uma sequência vertical de N molas ideais interligadas, de mesmo comprimento natural ℓ e constante elástica k, cada qual acoplada a uma partícula de massa m. Sendo o sistema suspenso a partir da mola 1 e estando em equilíbrio estático, pode-se afirmar que o comprimento da
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Resolução comentada

Comprimento de cada mola em uma cadeia vertical.

A mola i sustenta as massas das molas abaixo dela e a sua própria, ou seja, N − i + 1 massas. Seu comprimento é ℓ + (N − i + 1)mg/k. Para i = 3, fica ℓ + (N − 2)mg/k.

Análise das alternativas

A) A mola 1 sustenta N massas: ℓ + Nmg/k. B) A mola 2 vale ℓ + (N − 1)mg/k. D) A mola N − 1 sustenta 2 massas: ℓ + 2mg/k. E) A mola N sustenta uma massa: ℓ + mg/k.

Referência: Lei de Hooke; equilíbrio estático.

Resolução comentada do VaiConcursos.

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Gabarito: C

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito ITA Vestibular 2017 — página 1