A figura mostra uma mola comprimida empurrando bloco desde o ponto A, onde sua deformação é XA = 0,40 m, até o ponto 0, no qual a mola não apresenta deformação. O gráfico F x X mostra como varia a força F exercida pela mola sobre o bloco. Então, qual o trabalho que a mola realiza ao empurrar o bloco de A para 0?
Questão
A figura mostra uma mola comprimida empurrando bloco desde o ponto A, onde sua deformação é XA = 0,40 m, até o ponto 0, no qual a mola não apresenta deformação. O gráfico F x X mostra como varia a força F exercida pela mola sobre o bloco. Então, qual o trabalho que a mola realiza ao empurrar o bloco de A para 0?
Gráfico F x X: força aplicada pela mola em função da deformação x (linha reta passando por 0, com marcações em x = 0,10; 0,20; 0,30; 0,40 m e correspondentes valores de F).
Diagrama pequeno mostrando a mola comprimida empurrando o bloco (posição A com xA = 0,40 m e posição 0 sem deformação).
Alternativas
12 J
16 J
22J
8 J
18 J
Explicação
O trabalho realizado pela mola sobre o bloco ao ir de até é a área sob o gráfico (ou ).
Pelo enunciado/figura, a força é linear: (em N). Então:
[ W=\int_{0}^{0{,}40}150x,dx =150\left[\frac{x^2}{2}\right]_{0}^{0{,}40} =150\cdot \frac{0{,}40^2}{2} =150\cdot 0{,}08 =12,\text{J}. ]
(Equivalente a calcular a área do triângulo: base e altura , logo .)
Alternativa correta: (A).