Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 44
Sobre uma superfície horizontal, uma caixa com massa de 50,0 kg é colocada contra uma mola que armazena 360 J de energia. A mola é libertada, e a caixa desliza por 5,60 m antes de parar. Qual é a velocidade escalar da caixa, quando ela está a 2,0 m da sua posição inicial?
Passo 1
Vamo utilizar o princípio da conservação de energia, onde , afim de determinar qual deve ser a força de atrito que o bloco exerce no chão durante a trajetória. Desta forma poderemos determinar quanto de energia o bloco gastara para chegar a uma distância de .
Para a energia inicial, temos que o bloco parte do repouso, logo a única energia presente é a energia potencial presente na mola. Sendo assim temos que:
Ao chegar ao final do percurso de o bloco para, tendo que a única energia que teremos foi a energia gasta para parar o bloco, ou seja
Usando o princípio da conservação temos
Passo 2
Sabendo a força que o bloco sendo para freia-lo, podemos novamente utilizar o princípio da conservação de energia para a posição de e assim determinar qual será a velocidade do bloco.
Isolando , temos