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Enunciado

Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 10.Exercícios e Problemas - Ex. 21

Uma estudante coloca seu livro de física de 500   g sobre uma mesa desprovida de atrito. Ela empurra o livro contra uma mola, comprimindo-a em 4,0   c m , e depois o libera. Com que valor de velocidade o livro se afasta? A constante elástica é de 1.250   N / m .

Passo 1

Se liga! Aqui precisamos prestar atenção que estamos querendo descobrir a velocidade com que o livro se afasta da mola. Quando a menina comprime a mola ela realiza trabalho fazendo com que a mola adquira energia potencial elástica. A expressão para esse tipo de energia e dado por

E e l = k x 2 2   .

Passo 2

Quando a menina solta o livro, a mola empurra-o dando velocidade a ele. O mesmo valor de energia que a menina cedeu para a mola será transferido da mola para o livro. Repare que a energia do livro será cinética, pois está relacionada a sua velocidade. A energia cinética é dada por

K = m v 2 2     .

Passo 3

Como já foi mencionado, o valor da energia potencial elástica será o mesmo da energia cinética, ou seja, haverá a conservação da energia mecânica. Assim podemos escrever

K = E e l

m v 2 2 = k x 2 2

v = x k m

Convertendo as unidades e substituindo os valores dados no enunciado temos

v = 0,04 × 1250 0,5 = 0,04 × 50 = 2   m / s .

Resposta

a )     v = 2   m / s .

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