FisicaNet - Prof. Alberto Ricardo Prass
QUESTÕES RESOLVIDAS
QUESTÕES RESOLVIDAS
Questão 131
Um projetista deseja construir um brinquedo que lance um pequeno cubo ao longo de um trilho horizontal, e o dispositivo precisa oferecer a opção de mudar a velocidade de lançamento. Para isso, ele utiliza uma mola e um trilho onde o atrito pode ser desprezado, conforme a figura.

Esquema de mola e cubo em trilho horizontal.

Para que a velocidade de lançamento do cubo seja aumentada quatro vezes, o projetista deve
Alternativas
A) manter a mesma mola e aumentar duas vezes a sua deformação.
B) manter a mesma mola e aumentar quatro vezes a sua deformação. Correta
C) manter a mesma mola e aumentar dezesseis vezes a sua deformação.
D) trocar a mola por outra de constante elástica duas vezes maior e manter a deformação.
E) trocar a mola por outra de constante elástica quatro vezes maior e manter a deformação.
Resolução Comentada

Ideia-chave. Como o trilho é horizontal e o atrito pode ser desprezado, a energia potencial elástica armazenada na mola transforma-se em energia cinética do cubo.

\[ E_e = \frac{kx^2}{2} \]

\[ E_c = \frac{mv^2}{2} \]

Conservação da energia:

\[ \frac{kx^2}{2} = \frac{mv^2}{2} \]

\[ v = x\sqrt{\frac{k}{m}} \]

Mantendo a mesma mola e a mesma massa, a velocidade é diretamente proporcional à deformação da mola. Portanto, para multiplicar a velocidade por quatro, a deformação também deve ser multiplicada por quatro.

Conclusão: manter a mesma mola e aumentar quatro vezes sua deformação. Alternativa (B).