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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 57

Um bloco de gelo de 0,150 kg é colocado contra uma mola horizontal comprimida no alto de uma mesa de altura 1,20 m acima do solo . A mola está inicialmente comprimida 0,045 m e a

constante da mola é igual a 1900 N/ m . A massa da mola é desprezível . A mola é libertada , e o bloco desliza sobre a mesa , se projeta para o ar e cai no solo. Considerando desprezível o atrito entre a mesa e o bloco, qual é a velocidade do bloco de gelo quando ele atinge o solo?

Passo 1

Beleza pessoal?! Espero que esteja tudo bem com meu os herdeiros de Newton. Vamos dar início a mais uma resolução com o padrão de qualidade do Responde aí, então pegue seu lápis, caderno e café e vamos nessa!!!

Sabemos que, em situações com energia potencial gravitacional e elástica, o teorema do trabalho-energia é dado por:

K 1 + U g r a v , 1 + U e l , 1 + W o u t r a = K 2 + U g r a v , 2 + U e l , 2

Como não há outra força, então temos:

K 1 + U g r a v , 1 + U e l , 1 = K 2 + U g r a v , 2 + U e l , 2

K = 0.6 m v ²

U g r a v = m g y

U e l = 0.5 k x ²

Passo 2

0.5 ( 1900 ) ( 0.0450 ² = 1.92   J

U g r a v , 1 = ) 0.15 ) ( 9.8 ) ( 1.20 ) = 1.764   J

Como o bloco parte do repouso, obtemos:

K 1 = 0

Como a mola está em equilíbrio quando o bloco cai, obtemos:

U e l , 2 = 0

Além disso, o bloco cai no nível de potencial zero zero, então obtemos:

U g r a v , 2 = 0

Passo 3

Agora, colocamos as quantidades de energia na equação (1), então obtemos:

0 + 1.764 + 1.92 = K 2

K 2 = 3.69   J

3.69 = 0.5 ( 0.15 ) v 2 ²

v 2 = 2 ( 3.69 ) 0.15 = 7.01   m / s

v 2 = 7.01   m / s

Resposta

v 2 = 7.01   m / s

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