Até onde você deve comprimir uma mola com o dobro da constante para armazenar a mesma quantidade de energia?
Veja como resolver esse problema:
Entendendo os conceitos *
Spring Constant (K): Uma medida de quão rígida é uma mola. Uma constante de mola mais alta significa que a mola é mais difícil de comprimir ou esticar.
*
energia potencial elástica (PE): A energia armazenada em uma mola quando é comprimida ou esticada.
Fórmula para energia potencial elástica: PE =(1/2) * K * x²
onde:
* PE =energia potencial elástica
* k =constante de mola
* x =compressão ou extensão da mola
Resolvendo o problema 1.
Configurando as equações: * Seja K₁ a constante de mola da mola original e x₁ seja sua compressão.
* Seja K₂ a constante de mola da segunda primavera (duas vezes a primeira) e x₂ será sua compressão.
* Queremos a mesma energia armazenada nas duas molas, então pe₁ =pe₂.
2.
equivalente às equações de energia: (1/2) * k₁ * x₁² =(1/2) * k₂ * x₂²
3.
substituindo k₂ =2k₁: (1/2) * k₁ * x₁² =(1/2) * (2k₁) * x₂²
4.
simplificando e resolvendo x₂: * Cancelar (1/2) e K₁ de ambos os lados.
* x₁² =2 * x₂²
* x₂² =x₁² / 2
* x₂ =√ (x₁² / 2)
* x₂ =x₁ / √2
Conclusão Para armazenar a mesma quantidade de energia em uma mola com o dobro da constante, você precisa comprimi -la para
1/√2 (aproximadamente 0,71) vezes A compressão da mola original. Em outras palavras, você precisa comprimir a mola mais rígida para cerca de 71% da distância que você comprimiu a mola original.