Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 6.3 - Ex. 36
Um bloco de gelo de é colocado contra uma mola horizontal cuja constante da força é , sendo comprimida em . A mola é liberada e acelera o bloco em uma superfície horizontal. Despreze o atrito e a massa da mola.
a) Calcule o trabalho realizado pela mola sobre o bloco quando ele se desloca de sua posição inicial até o local em que a mola retorna ao seu comprimento sem deformação.
b) Qual é a velocidade do bloco no instante em que ele abandona a mola?
Passo 1
Temos a seguinte situação. Um bloco de gelo esta encontrado em uma mola comprimida horizontalmente. Tá a mola do ladinho do gelo, beleza?
Em certo momento a mola é liberada e ela empurra o gelo que ganha uma aceleração.
Os dados são:
Sabendo disso a primeira coisa que devemos calcular é o trabalho realizado pela mola sobre o bloco no seguinte movimento: A mola se desloca da posição inicial comprimida até o seu comprimento “relaxado”.
O trabalho vai ser dado por:
Passo 2
Agora a gente quer a velocidade inicial do bloco!
No instante inicial, de compressão máxima, temos que a velocidade dele é zero, ou seja, sua energia cinética inicial é zero. Todo trabalho realizado vai ser responsável por fornecer energia pra que ele ganhe velocidade, assim do teorema teremos:
Temos que:
Substituindo e calculando:
Isolando a velocidade:
Prontinho!