Enunciado
Física - Randall D. Knight- Ed: 2º - Capítulo 10.Exercícios e Problemas - Ex. 47
|| Uma panela de massa desprezível está suspensa por uma mola presa ao teto. Quando vazia, a panela fica parada a abaixo do teto. Se um punhado de de argila é suavemente colocado na panela, ela passa a ficar parada a do teto. Suponha que opunhado de argila seja solto, do teto, e caia dentro da panela. Qual será a máxima distância, da panela ao teto, atingida quando a mola atinge o comprimento máximo?
Passo 1
Os movimentos são esquematizados assim:
Nessa questão vamos trabalhar para achar
Veja que tomamos como referência uma origem , em alguns momentos as variáveis serão negativas outros não...
Passo 2
Na condição de equilíbrio a força elásticas () será igual a força peso ():
Passo 3
Agora que temos , podemos usar o princípio de conservação de energia mecânica. Nesse caso a energia mecânica será composta de energia cinética, potencial gravitacional e potencial elástica:
Inicialmente, a mola não é esticada.
Além disso no final, a mola tem alongamento máximo e a argila fica instantaneamente em repouso. Podemos fazer e:
Chegamos em uma equação de grau:
O ponto que procuramos está abaixo da origem, por isso precisamos da raiz negativa!!!
Então a máxima distância, da panela ao teto é: