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Física

ITA 2006 Física — Questão 16

Um anel de peso 30 N está preso a uma mola e desliza sem atrito num fio circular situado num plano vertical, conforme mostrado na figura. Considerando que a mola não se deforma quando o anel se encontra na posição P e que a velocidade do anel seja a mesma nas posições P e Q, a constante elástica da mola deve ser de

Fio circular vertical de raio 10 cm com pontos P (topo) e Q (base); mola presa 2 cm acima do centro ligada ao anel

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Gabarito do ITA 2006 Física, questão 16: alternativa C

7,5×103 N/m7{,}5 \times 10^{3}\ \mathrm{N/m}

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você traduz 'mesma velocidade em P e Q' em conservação de energia e mede a deformação da mola pela geometria, não pela distância percorrida.

Por onde começar · passo 1 de 4

Escolha o modelo: energia mecânica se conserva

Que forças realizam trabalho sobre o anel entre P e Q?

Peso e força elástica (conservativas). A normal do fio é perpendicular ao movimento e não há atrito. Como a energia cinética é a mesma em P e Q, a variação da potencial gravitacional compensa exatamente a da elástica.

A armadilha

Quem toma os 2 cm da figura como deformação chega a 3,0 × 10⁴ N/m (E); quem usa como desnível o comprimento da mola (8 ou 12 cm) cai na A ou na B.

Quem cai nela marca A, B, E.

fio, R = 10 cmfixação (2 cm acima do centro)centroPQ8 cm (natural)12 cm em Q
Em P a mola mede 8 cm (natural); em Q mede 12 cm: deformação de 4 cm, não 2 cm.

Na resolução completa vêm os outros 3 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

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