Exercícios Resolvidos de Energia Cinética + Energia Gravitacional + Energia Elástica
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O objeto de é largado do repouso de uma altura de em uma rampa curva sem atrito. Na base da rampa está uma mola com constante de força de . O objeto desliza rampa abaixo e até a mola, comprimindo-a de uma distância até atingir momentaneamente o repouso.
- Encontre .
- Descreva o movimento do objeto (se ocorrer) após o repouso momentâneo.
Passo 1
Opa! Viu a pegadinha da questão? Claro que não viu! Não tem, hahhahaa
O que vai acontecer na questão é que o bloco vai deslizar pela rampa, ganhar uma velocidade e quando chegar na mola ela vai ser comprimida até parar o bloco. Importante perceber que dois momentos são importantes pra gente: antes do lançamento, quando o bloco ainda está no alto e no momento em que a mola está comprimida.
Como durante o trajeto o bloco ele não perde energia nenhuma, pois não tem forças dissipativas atuando no bloco, podemos conservar a energia nesses dois momentos que são importantes pra gente.
Passo 2
Alternativa a)
Como nos dois momentos importantes pra gente nós sabemos que temos a mesma energia, podemos comparar a energia mecânica dos dois pontos. Vamos chamar de o momento antes do lançamento e o momento depois que a mola é comprimida.
Calculando a energia mecânica dos pontos.
Como o bloco está em repouso, ele não possui energia cinética e também não possui energia elástica, porque não tem nenhuma mola voando ali.
Aqui apesar do bloco quando descer ganhar velocidade, nesse momento ele está parado, ou seja, a velocidade é zero. A mola não ta correndo ali, né? Hahahha
Sendo assim, nesse momento ele não possui energia gravitacional e também não possui energia cinética, só fica com a elástica mesmo.
Passo 3
Como já sabemos a energia mecânica nos dois pontos e que elas são iguais, vamos igualar as equações e descobrir quanto vale o nosso !
Passo 4
Alternativa b)
O que vai acontecer depois? Da mesma forma que a mola parou o bloco, quando ela foi comprimida ao máximo ela vai acelerar o bloco no sentido contrário. Ele vai ficar tão rápido quanto estava antes de chegar na mola e vai subir até a altura que ele partiu no inicio, os iniciais.
Resposta
a)
b) Da mesma forma que a mola parou o bloco, quando ela foi comprimida ao máximo ela vai acelerar o bloco no sentido contrário. Ele vai ficar tão rápido quanto estava antes de chegar na mola e vai subir até a altura que ele partiu no inicio, os iniciais.