exercícios de fisica

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FÍSICA I

que essa combinação equivale a uma única mola. A constante de força da mola única equivalente é chamada de constante de força efetiva, k,f„ da combinação, a) Demonstre que a constante de força efetiva dessa combinação é k^f, = ^1 + k2. b) Generalize esse resultado para n molas em paralelo.
6.64 Molas em série. Duas molas sem massa estão ligadas em série quando a ponta de uma está ligada à base da outra, a) Demonstre que a constante de força efetiva (veja Problema
6.63) de uma combinação em série é dada por
—
^efe

- —+ —
^1

^2

Figura 6.33

Problema 6.63.

[Sugestão: para uma dada força, a distância total alongada pela mola única equivalente é a soma das distâncias alongadas pela combinação de molas. Além disso, cada mola deve exercer a mesma força. Você consegue entender por quê? b) Generalize esse resultado para n molas em série.
6.65 Um objeto é atraído para a origem com uma força dada por F, - -k/x^. (As forças elétricas e as gravitacionais possuem esse tipo de dependência com a distância.) a) Calcule o trabalho realizado pela força quando o objeto se desloca ao longo do eixo Ox de a x,. Se
> -«i. verifique se o trabalho realizado por F, é positivo ou negativo, b) A única força, além dessa, é a força que a sua mão exerce sobre o objeto para deslocá-lo lentamente de x, a X2. Qual trabalho você realiza? Se
X2> X i , O trabalho realizado por você é positivo ou negativo?
c) Explique as semelhanças e as diferenças entre suas respostas das partes (a) e (b).
6.66 A força gravitacional da Terra sobre um objeto é inversamente proporcional ao quadrado da distância do objeto a partir do centro da Terra. Na superfície terrestre, essa força é igual ao peso normal do objeto mg, onde g = 9,8 m/s^; em grandes distâncias, a força é igual a zero. Se um asteróide de 20000 kg cai sobre a Terra de uma distância muito grande, qual é sua velocidade escalar mínima quando atinge a superfície terrestre e quanta energia