Pergunta
1) Um carrossel gira uniformemente , efetuando uma rotação completa a cada 4,0 segundos . Cada cavalo executa movimento circular uniforme com frequência em rps (rotação por segundo)igual a: 2) Um corpo em MCU consegue realizar 480 voltas no tempo de 120 segundos em torno de uma circunferência de raio 0,5 m. De acordo com essas informações.determine período e frequência desse movimento. 3) Calcule a energia cinética de uma bola de massa de 0,6 kg ao ser arremessada e atingir uma velocidade de 5m/s 4) Uma caixa de 20 kg cai de uma altura de 3 metros . Sabendo que a aceleração da gravidade é de aproximadamente 10m/s^2 . Calcule a sua energia potencial gravitacional. 5) Ao deslocar uma mola de constante elástica igual a 60N/m em 5 cm da sua posição de equilibrio , ela apresenta uma energia potencial elástica., então determine o valor desta.
Solução
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BerthaProfissional · Tutor por 6 anos
Responder
1) Para determinar a frequência em rps (rotações por segundo) do movimento circular uniforme do carrossel, podemos usar a fórmula:<br /><br />\[ \text{Frequência} = \frac{1}{\text{Período}} \]<br /><br />No caso, o carrossel gira uniformemente a cada 4,0 segundos, então o período é igual a 4,0 segundos. Substituindo esse valor na fórmula, temos:<br /><br />\[ \text{Frequência} = \frac{1}{4,0} = 0,25 \, \text{rps} \]<br /><br />Portanto, a frequência do movimento circular uniforme do carrossel é igual a 0,25 rps.<br /><br />2) Para determinar o período e a frequência do movimento circular uniforme do corpo em MCU (movimento circular uniforme), podemos usar as fórmulas:<br /><br />\[ \text{Período} = \frac{\text{Tempo}}{\text{Número de voltas}} \]<br />\[ \text{Frequência} = \frac{\text{Número de voltas}}{\text{Tempo}} \]<br /><br />No caso, o corpo realiza 480 voltas no tempo de 120 segundos. Substituindo esses valores nas fórmulas, temos:<br /><br />\[ \text{Período} = \frac{120}{480} = 0,25 \, \text{s} \]<br />\[ \text{Frequência} = \frac{480}{120} = 4 \, \text{rps} \]<br /><br />Portanto, o período desse movimento é igual a 0,25 segundos e a frequência é igual a 4 rps.<br /><br />3) Para calcular a energia cinética de uma bola de massa de 0,6 kg ao ser arremessada e atingir uma velocidade de 5 m/s, podemos usar a fórmula:<br /><br />\[ \text{Energia Cinética} = \frac{1}{2} \times \text{Massa} \times \text{Velocidade}^2 \]<br /><br />Substituindo os valores dados na fórmula, temos:<br /><br />\[ \text{Energia Cinética} = \frac{1}{2} \times 0,6 \times 5^2 = 7,5 \, \text{J} \]<br /><br />Portanto, a energia cinética da bola é igual a 7,5 J.<br /><br />4) Para calcular a energia potencial gravitacional de uma caixa de 20 kg caindo de uma altura de 3 metros, podemos usar a fórmula:<br /><br />\[ \text{Energia Potencial Gravitacional} = \text{Massa} \times \text{Aceleração da Gravidade} \times \text{Altura} \]<br /><br />Substituindo os valores dados na fórmula, temos:<br /><br />\[ \text{Energia Potencial Gravitacional} = 20 \times 10 \times 3 = 600 \, \text{J} \]<br /><br />Portanto, a energia potencial gravitacional da caixa é igual a 600 J.<br /><br />5) Para calcular a energia potencial elástica de uma mola de constante elástica igual a 60 N/m quando ela é deslocada 5 cm da sua posição de equilíbrio, podemos usar a fórmula:<br /><br />\[ \text{Energia Potencial Elástica} = \frac{1}{2} \times \text{Constante Elástica} \times \text{Deslocamento}^2 \]<br /><br />No caso, o deslocamento é igual a 5 cm, que pode ser convertido para metros dividindo por 100. Substituindo esses valores na fórmula, temos:<br /><br />\[ \text{Energia Potencial Elástica} = \frac{1}{2} \times 60 \times (0,05)^2 = 0,75 \, \text{J} \]<br /><br />Portanto, a energia potencial elástica da mola é igual a 0,75 J.
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