Um bloco de massa deslizando sobre uma mesa horizontal, com coeficiente de atrito cinético colide com uma mola de massa desprezível, de constante de mola inicialmente na posição relaxada. O bloco atinge a mola com velocidade de .
c) Que fração da energia inicial é dissipada pelo atrito nesse processo?
Passo 1
Faaala gente bonita, como vocês estão?
Aqui temos um bloco que atinge uma mola , inicialmente relaxada, com velocidade de . Na superfície horizontal em que a mola se encontra, tem um atrito de .
Vimos nos itens anteriores que ao atingir a mola a energia cinética inicial do bloquinho vai sendo dissipada pelo atrito e transformada em energia potencial elástica.
Encontramos que a deformação máxima da mola vale:
Lembrando também que, como o a força de atrito é constante, o trabalho realizo por ela vale:
Tranquilo?
Então vamos lá, botar a mão na massa!
Passo 2
Para calcularmos a energia dissipada através do atrito até o momento em que a mola tem sua compressão máxima, basta usarmos que:
Assim:
Já a energia mecânica inicial era toda de energia cinética, logo:
Logo:
Portanto, agora basta calcularmos a fração de energia dissipada fazendo:
Logo:
Portanto, aproximadamente de energia mecânica foi dissipada durante o processo.
Prontinho pessoal, curtiram a solução?
Responde Aí!