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Energia Potencial Elástica

Parte da seção Mecânica do Journey de Physics da Coddy. Lição 61 de 97.

Esticar ou comprimir uma mola exige trabalho, e a mola o armazena como energia potencial elástica: a área sob o gráfico F-x.

Gráfico da força da mola F em função do alongamento x: uma linha reta F = kx passando pela origem; o triângulo abaixo dela, até o alongamento x e a força kx, está sombreado

A energia armazenada é a área sombreada: metade de x vezes kx.

$\mathrm{PE}_{\text{spring}} = \tfrac{1}{2} k x^2$

$x$ é medido a partir do comprimento natural. O dobro do alongamento armazena quatro vezes mais energia.

Desafio

Uma faixa de exercícios se comporta como uma mola. Esticada $0.2\ \mathrm{m}$ , ela armazena $6\ \mathrm{J}$ de energia elástica $\relax E_{s}$ . Encontre a constante elástica $k$ .

Experimente você mesmo

Physics diagram: plot

Isole $k$

Teste seus conhecimentos

Esta lição inclui um quiz rápido. Comece a lição para respondê-lo e acompanhar seu progresso.

Todas as lições de Mecânica

1Introdução

O que é Física?Sua primeira equação Invertendo uma regra

4Planos inclinados

Forças em um plano inclinado Componentes da gravidade Plano inclinado sem atrito Plano inclinado com atrito Vai deslizar?Revisão - Desafio da rampa

7Movimento de Projéteis

Eixos Independentes Lançamento Horizontal Lançamento em Ângulo Alcance e Altura Máxima Revisão - Acerte o Alvo

10Trabalho e Energia

Trabalho Energia cinética Teorema trabalho-energia Energia potencial gravitacional Conservação da energia Potência Revisão - Montanha-russa

13Impulso e Quantidade de Movimento

Quantidade de Movimento Impulso Conservação da Quantidade de Movimento Colisões Elásticas Colisões Inelásticas Revisão - Trilho de Ar

16Movimento Harmônico Simples

O que é MHS?Massa presa a uma mola O pêndulo Gráficos do MHS Energia no MHS Revisão - Oscilador

2Vetores e Leis de Newton

Triângulos Retângulos O que é um Vetor?Adição de Vetores Eixos e Direções Componentes de um Vetor Forças ao Nosso Redor Atrito e Tensão Primeira Lei de Newton Segunda Lei de Newton Terceira Lei de Newton Revisão - Força Resultante

5Cinemática em 1D

Posição e deslocamento Velocidade Aceleração Gráficos do movimento Equações do movimento Revisão — carro freando

8Cinemática e Newton

Das forças ao movimento Do movimento às forças Movimento em duas etapas Revisão - Elevador

11Molas

Lei de Hooke Molas em série Molas em paralelo Revisão - Dinamômetro

14Quantidade de Movimento em 2D

Quantidade de Movimento como Vetor Colisões em 2D Explosões Revisão - Bilhar

17Gravitação

Lei da Gravitação Gravidade e altitude Satélites Leis de Kepler Energia gravitacional Velocidade de escape Energia dos satélites Revisão - Missão à órbita

3Atrito

O que é atrito?Atrito estático Atrito cinético Atrito e as leis de Newton Revisão - Caixa deslizante

6Movimento vertical

Queda livre Arremesso para cima Tempo no ar Revisão - bola solta

9Projeto: Drone de Entrega

Briefing da Missão Impulso de Decolagem Subida até a Altitude Cruzeiro e Frenagem Entrega do Pacote

12Energia Elástica

Energia Potencial ElásticaLançadores de Mola Energia com Molas Revisão - Lançador de Mola

15Movimento Circular

Movimento Circular Uniforme Aceleração Centrípeta Círculos Horizontais Círculos Verticais Looping Revisão - Carro em uma Curva

18Desafios Finais

Revisão - Rampa de Acrobacias Revisão - Teste de Colisão Revisão - Sonda Espacial