Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 72
Um peixe está preso em uma mola vertical, e quando ele é lentamente abaixado até atingir sua posição de equilíbrio a mola fica comprimida uma distância d. Quando o mesmo peixe está preso a essa mola e cai a partir da posição da mola sem deformação, qual é a distância máxima que a mola fica comprimida? (Sugestão: Calcule a constante da mola em termos da distância d e da massa m do peixe.)
Passo 1
Oi, galerinha! Tudo bom? Caso você não tenha visualizado a descrição do problema, aqui nós temos uma bola numa base e o peixe está sobre ela. Por isso, inicialmente, nós temos uma compressão máxima.
Como o sistema está no equilíbrio, a força ascendente da mola é igual ao peso do objeto. Deste modo, nós vamos aplicar a conservação de energia ao movimento do peixe.
A distância que a massa desce é igual à distância que a mola é esticada.
energia cinética
Então,
(gravitacional) = (mola)
Passo 2
Seguindo a sugestão, a constante de elasticidade da mola é encontrada em
Quando o peixe cai em repouso, sua energia potencial gravitacional diminui em , e isso se torna a energia potencial da mola, que é:
Igualando estes, temos que:
Substituindo o valor de que encontramos: