Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 70
Considere a colisão bloco-mola discutida no Exemplo 7.7. (a) Para a situação na parte (B), em que a superfície exerce uma força de atrito sobre o bloco, mostre que esse nunca volta a . (b) Qual é o valor máximo do coeficiente de atrito que permitiria que ele voltasse para ?
Passo 1
E aiii gente, tudo bem com vocês?
Vamos fazer uma questãozinha aqui?
Vem comigo!
Letra a:
Como no final do processo analisado no Exemplo 7.7, começamos com um bloco de 0.800 kg em repouso na ponta de uma mola com rigidez constante 50.0 N/m, comprimido 0.0924 m. A energia na mola é:
Para empurrar o bloco de volta à posição de mola sem tensão exigiria um trabalho contra o atrito de magnitude de:
Como 0.214J é menor que 0.362J, a mola não pode empurrar o objeto de volta a .
Passo 2
Letra b:
O bloco se aproxima da mola com energia de:
Ele viaja contra o atrito por distâncias iguais para comprimir a mola e ser empurrada de volta, então metade da energia cinética inicial é transformada em energia interna em seu movimento para a direita e o resto em seu movimento para a esquerda. A mola deve possuir metade desta energia em sua compressão máxima:
Para o processo de compressão temos a equação de conservação de energia:
Como verificação, o processo de descompressão é descrito por:
O que nos dá a mesma resposta para o coeficiente de atrito.