Enunciado
Física - Serway e Jewett - Física para cientistas e engenheiros - Vol1 - Ed: 1º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 24.a
Um corpo de 1,50 kg é mantido 1,20 m acima de uma mola vertical relaxada e sem massa, com uma força constante de 320 N/m. O corpo é jogado em cima da mola. (a) Quanto o corpo comprime a mola? (b) E se? Repita a parte (a), dessa vez supondo que uma força de resistência do ar constante de 0,700 N atue sobre o corpo durante seu movimento. (c) E se? Se a mesma experiência for realizada na Lua, quanto o corpo comprimirá a mola, onde g = 1,63 m/s2 e a resistência do ar é desprezível?
Passo 1
(a)Amores, no que o corpo cai na mola até entrar em repouso – ou seja, até parar de “afundar” na mola – toda a energia potencial gravitacional que ele tinha por estar a de altura se converte em energia potencial elástica pra mola. Faz sentido, não?
Sem considerar atrito com o ar, a gente teria isso aqui:
Aplicando as formulinhas, temos:
Vamos considerar e, assim, aplicando todos os dados que a gente tem, a gente descobre , que é o quanto a mola foi comprimida. Cuidado com as unidades!
A gente vai ter:
Isolando , a gente resulta em:
Passo 2
(b)Agora a gente faz a mesma coisa, só que parte da energia potencial do corpo vai ser perdida por atrito, , com o ar antes de se transformar em energia potencial elástica pra mola.
A gente escreve isso:
Aplicando as formulinhas:
Aplicando nossos dados, a gente tem:
Isolando , a gente resulta em:
Passo 3
(c)Mesmíssima coisa que no Passo 1, gente, também sem resistência do ar, só que o valor pra vai ser diferente agora!
A gente vai ter o seguinte:
Isolando , a gente resulta em:
Resposta
(a)
(b)
(c)