Um bloco cuja massa m é 680 g está preso a uma mola cuja constante elástica k é
. O bloco é puxado em uma superfície sem atrito por uma distância
a partir da posição de equilíbrio em
e liberado sem velocidade inicial no instante
.
(b) Determine a amplitude das oscilações.
(b) Determine a amplitude das oscilações.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um bloco de massa
preso a uma mola com constante elástica
. O bloco é puxado
da posição de equilíbrio e largado sem velocidade inicial. Nosso objetivo aqui é determinar a amplitude das oscilações. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre movimento harmônico simples (MHS) e como a amplitude está relacionada à distância máxima que o bloco alcança durante as oscilações.
Passo 2
Primeiro, vamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional de Unidades (SI) para facilitar os cálculos. A massa
em quilogramas e a distância
em metros.
Passo 3
No movimento harmônico simples, a amplitude
é a máxima deslocamento a partir da posição de equilíbrio. Quando o bloco é puxado e solto sem velocidade inicial, toda a energia potencial elástica da mola é convertida em energia cinética no ponto de equilíbrio, e vice-versa. A amplitude, nesse caso, é exatamente a distância inicial que o bloco foi puxado.
Passo 4
Então, se o bloco foi puxado
e solto sem velocidade, a amplitude das oscilações será essa mesma distância, pois é a máxima que ele vai se mover a partir do ponto de equilíbrio antes de mudar de direção.
Resposta
A amplitude das oscilações é
.
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