Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 10.Questões Conceituais - Ex. 13

13. mola de uma arma de brinquedo atira uma bola de plástico com rapidez v 0 . A mola, então, é comprimida em uma distância duas vezes maior do que na primeira vez em que foi disparada. Por que fator aumenta a rapidez da bola arremessada? Explique.

Passo 1

Para entender esse caso teremos que usar a conservação de energia mecânica, dada por:

K i + U i = K f + U f

Onde temos que a energia cinética é dada por:

K = 1 2 m v 2

E a potencial é dada por:

U = 1 2 k ' Δ x 2

Passo 2

Nesse problema independente de qual constante elástica estamos usando temos que inicialmente a bola está para, logo sua energia cinética é zero.

Na parte final não temos mais a atuação da mola logo não temos energia potencial somente cinética.

Assim nossa conservação de energia é dada por:

U i = K f

⇒ 1 2 k ' Δ x 2 = 1 2 m v 2

Onde essa velocidade é a velocidade com que a bolinha sai da pistola então quanto maior a energia potencial maior vai ser a energia cinética e como a massa da bola não muda quer dizer que a velocidade aumentou para isso acontecer.

Passo 3

Para a primeira situação onde temos que k ' = k , logo temos a seguinte energia potencial.

U e 1 = 1 2 k Δ x 1 2

Para a segunda situação onde temos k ' = k e agora temos Δ x 2 = 2 Δ x 1 segundo o enunciado a energia fica assim:

U e 2 = 1 2 k Δ x 2 2

= 1 2 k 2 Δ x 1 2

⇒ U e 2 = 2 k Δ x 1

Com isso podemos ver que:

U e 2 > U e 1

Por isso comprimir a mola dá uma velocidade maior para bola, pois a energia potencial aumentou.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Considere o cavaleiro do Exemplo 7.8 (seção 7.3) e a Figura 7.12. Como no exemplo, o cavaleiro é libertado a partir do repouso quando a mola está esticada em 0,100 m. Agora, porém, o ar não circula ma
Você foi solicitado para projetar uma mola que deve fornecer a um satélite de 1160 kg uma velocidade de 2,50 m/s em relação a uma estação espacial em órbita. Sua mola deve fornecer ao satélite uma ace
Considere o cavaleiro do Exemplo 7.8(Seção 7.3) e a Figura 7.12. a) Como no exemplo, o cavaleiro é libertado a partir do repouso quando a mola está esticada 0,100 m. Qual é a velocidade do cavaleiro q
Para o elevador do Exemplo 7.11 ( Seção 7.3 ) . qual é aenergia potencial armazenada na mola quando o elevador está noponto 2 indicado na Figura 7.13? b ) Ache a altura máxima que o elevador sobe a pa
Uma haste de madeira de massa desprezível e comprimentoigual a 80,0 cm é pivotada em tomo de um eixo horizontal quepassa através de seu centro. Um rato branco com massa de 0,500 kgfica agarrado a uma