Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 10.Exercícios e Problemas - Ex. 63
63. Redija um problema realista para o qual o gráfico de barras da energia da FIGURA P10.63 represente corretamente a energia no início e no final do problema.
Passo 1
O gráfico de barras de energia é uma forma simples se ver a conservação da energia mecânica e uma força bem clara.
Para resolver esse exercício precisamos ver a mudança em cada energia e o que essa energia representa para uma situação. Confuso? Vamos com calma que eu explico.
Passo 2
Podemos ver que inicialmente há energia cinética e energia potencial gravitacional, nenhuma energia potencial elástica.
Sabemos que a energia cinética está diretamente conectada a velocidade e a potencial gravitacional com a altura então podemos pensar da seguinte forma.
Já que:
Então um objeto com a energia cinética mostrada no gráfico está em movimento.
E como:
Significa que ele está a uma certa altura do ponto de origem.
Se pegarmos uma bola e arremessarmos para o alto, ela estará em movimento com uma certa velocidade e a uma altura da nossa origem, certo? Certo!
Opa, então achamos uma situação que essa primeira parte se aplica.
Passo 3
Agora vamos pensar na segunda parte.
Podemos ver o gráfico que não há energia cinética, isso significa que no final a bola irá atingir o repouso. Por outro lado, há uma energia potencial gravitacional pequena e no sentido negativo do gráfico e uma grande energia potencial elástica, ou seja, quase toda energia da situação anterior foi convertida em energia potencial elástica.
Pensando em uma situação que seja compatível com essa situação vamos imaginar que ao cair a bola cai em uma mola e comprime ela. Quando a bola comprimir a mola o máximo que ela puder, ela atingirá o repouso e a compressão será abaixo da nossa origem. Satisfaz? Siiiim.
Então, agora que temos noção da situação vamos colocar uns valores e montar o problema.
Passo 4
Uma bola de é lançada para cima a uma velocidade de onde a origem do seu movimento possui a mesma altura de uma mola vertical relaxada. Quando cai ela comprime a mola. Se a mola tiver uma constante de mola de , quanto a mola é comprimida?
E é isso, questão resolvida.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)