UFMG – Fundamentos de Mecânica – P2 – Questão P1.1
O bloco A de massa m parte do repouso e desce uma rampa de altura h sem atrito até um trecho horizontal quando sofre uma colisão com o bloco B, com massa 2m, inicialmente parado e ainda na parte sem atrito do trecho. Após a colisão, os blocos A e B permanecem grudados entre si e percorrem uma distância d, sobre uma superfície com coeficiente de atrito cinético , até pararem. Determine (em função das grandezas fornecidas: que julgar necessárias):
- A velocidade do bloco A imediatamente antes da colisão;
Passo 1
Oi, tudo bem?
Temos um bloco A que desce de uma altura inicial h, uma rampa sem atrito. Esse bloco se choca com outro B e, juntos, deslizam, primeiro em um trecho sem atrito, depois por um trecho com atrito até pararem.
Você pode logo pensar em aplicar a segunda lei de Newton aqui, mas eu já te digo uma coisa: fica complicado! A segunda lei funciona super bem quando a aceleração é constante durante toda dinâmica, e aqui ela não vai ser!
Então a alternativa é resolver por energia! Como desde o início até a base da rampa o bloco A não sofre atrito, toda energia potencial gravitacional armazenada no topo da rampa será convertida em cinética quando o bloco chega na base
Mas calma, vou resolver com você!
Passo 2
No topo da rampa de altura , o bloco A de massa tem energia potencial gravitacional
Na base, toda energia potencial será convertida em cinética, e o bloco chega com uma velocidade . A energia cinética vai ser:
Tranquilo?
Passo 3
Como não há atrito nesse trecho :
E é isso!
Espero ter ajudado!