Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Física - Serway e Jewett - Física para cientistas e engenheiros - Vol1 - Ed: 1º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 67a

Uma mola leve de constante de força 3,85   N / m é comprimida 8,00   c m e mantida entre um bloco de 0,250   k g à esquerda e um bloco de 0,500   k g à direita. Ambos os blocos estão em repouso em uma superfície horizontal. Ambos são soltos simultaneamente de maneira que a mola tende a separá-los. Encontre a velocidade máxima que cada bloco atinge se o coeficiente de atrito cinético entre cada bloco e a superfície for (a) 0 , (b) 0,100 e (c) 0,462 . Considere que o coeficiente de atrito estático é maior que o coeficiente de atrito cinético em cada caso.

Passo 1

E aiii gente, tudo bem com vocês?

Vamos fazer uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

A força que a mola exerce é:

F s = k x = 3.85 N m 0.08 m = 0.308 N

Letra a:

Da conservação de energia:

( K + U ) i = ( K + U ) f 1 2 k x 2 = 1 2 m 1 v 1 f 2 + 1 2 m 2 v 2 f 2 1 2 ( 3.85 N / m ) ( 0.0800 m ) 2 = 1 2 0.250 k g v 1 f 2 + 1 2 0.500 k g v 2 f 2                         ( 1 )

E da conservação do momento linear:

m 1 v → 1 i + m 2 v → 2 i = m 1 v → 1 f + m 2 v → 2 f 0 = ( 0.250 k g ) v 1 f ( - i ^ ) + ( 0.500 k g ) v 2 f i ^ v 1 f = 2 v 2 f

Substituindo na 1, temos:

0.0123 J = 1 2 0.250 k g 2 v 2 f 2 + 1 2 0.500 k g v 2 f 2 = 1 2 1.50 k g v 2 f 2

v 2 f = 0.0123 J 0.750 k g 1 2 = 0.128 m s

v → 2 f = 0.128 m s i ^

v 1 f = 2 0.128 m s = 0.256 m s

v → 1 f = 0.256 m s - i ^

Passo 2

Letra b:

Para o bloco mais leve:

∑ F y = m a y

n - 0.250 k g 9.80 m s 2 = 0

n = 2.45 N

A força de atrito é:

F s = k x , 0.245 N = 3.85 N ⋅ m x f

0.0636 m = x f

Agora, para a energia do bloco mais leve à medida que se move para este ponto de velocidade máxima, temos:

K i + U i - f k d = K f + U f 0 + 0.0123 J - ( 0.245 N ) ( 0.08 - 0.0636 m ) = 1 2 ( 0.250 k g ) v f 2 + 1 2 ( 3.85 N / m ) ( 0.0636 m ) 2

0.0123 J - 0.00401 J = 1 2 ( 0.250 k g ) v f 2 + 0.00780 J 2 0.000515 J 0.250 k g 1 2 = v f = 0.0642 m / s

Então, para o bloco mais pesado, a velocidade máxima é 0 e para o bloco mais leve, 0.0642 m / s ( - i ^ ) .

Passo 3

Letra c:

Para o bloco mais leve, f k = 0.462 2.45 N = 1.13 N .

A força de atrito estático deve ser pelo menos tão grande quanto isso. A força da mola 0.308N é muito pequena para produzir movimento de qualquer bloco.

Resposta

  1. v → 2 f = 0.128 m / s ( i ) ^ v → 1 f = 0.256 m / s ( - i ^ )
  2. 0.0642 m s - i ^
  3. A força de atrito estático deve ser pelo menos tão grande quanto isso. A força da mola 0.308N é muito pequena para produzir movimento de qualquer bloco.

Exercícios de Livros Relacionados

Variação de massa. Um vagão de carga aberto na parte superior possui massa de 24.000 kge se desloca sem atrito ao longo de um trilho horizontal. Está chovendo torrencialmente e as gotas caem verticalm
Um pinguim de cerâmica apoiado sobre sua televisão repentinamente se parte em dois pedaços. Um pedaço, com massa ma voa da direita para esquerda com velocidade va. O outro pedaço, massa mb, voa da esq
Três vagões conectados estão se movendo em uma estrada de ferro e se acoplam com um quarto vagão, que estava inicialmente em repouso. Os quatro vagões continuam se movendo e se acoplam com um quinto v
Um automóvel conversível com massa igual a 1500 kg desloca-se do norte para o sul e um veículo utilitário com massa igual a 2000 kg desloca-se do leste para o oeste. Qual é a velocidade de cada carro,
Os gases que se expandem ao deixar o cano de um rifletambém contribuem para o recuo. Uma bala de calibre 30 possuimassa igual a 0,00720 kg e velocidade de 601 m/s em relação aocano, quando disparada d