Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 8.2 - Ex. 28
A Fig. 8-39a se refere à mola de uma espingarda de rolha (Fig. 8-39b); ela mostra a força da mola em função da distensão ou compressão da mola. A mola é comprimida e usada para impulsionar uma rolha de . (a) Qual a velocidade da rolha se ela se separa da mola quando esta passa pela posição relaxada? (b) Suponha que, em vez disso, a rolha permaneça ligada à mola e a distenda antes de ocorrer a separação. Qual é, nesse caso, a velocidade da rolha no momento da separação?
Figura 8-39 Problema 28.
Passo 1
a) Através da inclinação do gráfico da Fig. 8-39a é possível obter a constante elástica da mola ()
Pelo princípio de conservação de energia mecânica
Na posição inicial, não há movimento, logo a energia cinética é nula (). Quando a rolha se separa da mola, esta encontra-se relaxada, o que nos dá energia potencial gravitacional nula (). Dessa forma, a equação se reduz a
Colocando a velocidade em evidência
Para , e
Passo 2
b) Nesta situação, há energia potencial elástica (), uma vez que a mola encontra-se distendida de . Logo
Resposta
a)
b)