Uma bandeja de escorrega sobre uma superfície horizontal sem atrito presa a uma das extremidades de uma mola horizontal () cuja outra extremidade é mantida fixa. A bandeja possui uma energia cinética de ao passar pela posição de equilibrio (ponto em que a força elástica da mola é zero). (a) Com que taxa a mola está realizando trabalho sobre a bandeja quando esta passa pela posição de equilíbrio? (b) Com que taxa a mola está realizando trabalho sobre a bandeja quando a mola está comprimida de e a bandeja está se afastando da posição de equilíbrio?
Passo 1
- Oi, galerinha! Para resolver essa questão temos que lembrar que a existência de trabalho é dependente da existência da força.
- Bom pessoal , para resolver a letra b temos que aplicar
Neste caso, temos uma força exercida pela mola sobre a bandeja. Quando a bandeja passa pela posição de equilíbrio da mola, a força é zero. Sendo assim , a taxa com a qual a mola está realizando trabalho sobre a bandeja também será zero , beleza?
Passo 2
na qual o sinal negativo se deve ao fato de que e apontam em sentidos opostos. O módulo da força é dado por :
Beleza! Agora só precisamos achar a velocidade para matarmos essa questão . A boa nesse caso é aplicar a lei de conservação da energia ao sistema massa-mola:
O que nos dá :
Sendo assim :
Resposta
Tranquilo galera?? Bora resolver mais questões então