Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 15.Problemas Adicionais - Ex. 98
Quando uma lata de é pendurada na extremidade inferior de uma mola vertical, a mola sofre uma distensão de . (a) Qual é a constante elástica da mola? (b) A mesma mola é colocada horizontalmente em uma mesa sem atrito. Uma das extremidades é mantida fixa e a outra é presa a uma lata de . A lata é deslocada (esticando a mola) e liberada a partir do repouso. Qual é o período das oscilações?
Passo 1
Bom, na letra (a), como a mola está na vertical, concorda que a força que puxa ela pra baixo vai ser o peso da lata?
Então agora é só aplicar a lei de Hooke. Temos uma força de causando uma distenção de . Ou seja:
Beleza, vamos em frente.
Passo 2
Na letra (b) a mola é colocada na horizontal, mas em uma mesa sem atrito.
Agora virou uma questão clássica de oscilações. A constante elástica da mola é a mesma, e a frequência das oscilações vai seguir aquela fórmula de sempre:
Falta só saber a massa da mola. Mas como nós já sabemos que o peso dela é :
Passo 3
Substituindo isso na fórmula de cima:
E o período é simplesmente o inverso disso:
Pronto!
Resposta
(a)
(b)