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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 10º - Capítulo 7.Exercícios - Ex. 17

Um queijo de 1,20 kg é colocado sobre uma mola de massa desprezível e constante k = 1800 N/m que está comprimida 15,0 cm. Até que altura acima da posição inicial o queijo se eleva quando a mola é liberada? (O queijo não está preso à mola).

Passo 1

Beleza pessoal?! Espero que esteja tudo bem com meu os herdeiros de Newton. Vamos dar início a mais uma resolução com o padrão de qualidade do Responde aí, então pegue seu lápis, caderno e café e vamos nessa!!!

Sabemos que nas situações com energia potencial gravitacional e elástica, o teorema trabalho-energia o teorema trabalho-energia dá:

K 1 + U g r a v , 1 + U e l , 1 + W o u t r o = K 2 + U g r a v , 2 + U e l , 2   ( 1 )

Como o queijo parte do repouso e no seu ponto máximo, sua velocidade é v2​=0, então temos:

K 1 = K 2 = 0

Além disso, não há outras forças atuando sobre o queijo, então:

W o t h e r = 0

Como a mola está em equilíbrio quando o queijo é solto, então:

U e l , 2 = 0

E tomando o ponto de liberação como sendo a energia potencial zero (y1​=0), então temos:

U g r a v , 1 = 0

Então a equação (2) será:

0 + 0 U e l , 1 + = 0 + U g r a v , 1 + 0

U e l , 1 = U g r a v , 2   ( 3 )

U g r a v = m g y

U e l = 0.5 k x ²

então a eq. 3 se torna:

0.5 k x ² = m g y

y = 1800 ( 0.15 ) ² 2 ∙ 1.2 ∙ 9.8 = 1.72 m

y = 1.72   m

Resposta

y = 1.72   m

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