P1 de Física B - FIS1026 da PUCRIO - 2019.1

Um bloco de inicialmente em repouso cai sobre uma mola vertical inicialmente relaxada. A constante elástica desta mola vale . O bloco toca a mola e permanece em contato comprimindo-a em até parar momentaneamente. Adote . Nessa compressão, calcule:

(a) o trabalho realizado sobre a bloco pela força elástica (0,5)

(b) a compressão da mola quando a aceleração do bloco é nula (1,0)

(c) a velocidade do bloco imediatamente antes de se chocar com a mola (1,0)

(d) a altura de onde o bloco foi solto em relação ao topo da mola relaxada?

Um bloco de está sobre uma rampa com atrito e é conectado a um bloco de por uma corda ideal que passa por uma polia leve e sem atrito. O bloco de está ligado a uma mola que tem massa desprezível e uma constante de força de , como mostrado na figura. (O bloco de sempre está ligado a mola, ou seja, quando o bloco sobe a mola estica e se contrai quando o bloco desce).

A mola inicialmente está relaxada quando o sistema está na posição (a) mostrado na figura. O bloco de é puxado para baixo sobre a rampa (posição b) e então liberado a partir do repouso. (Ao ser liberado, o bloco da posição b irá se movimentar para cima da rampa para todos os itens). Adote .

a) Determine o valor do coeficiente de atrito cinético entre o bloco de e a rampa para que o sistema chegue à posição a com velocidade zero.

b) Assuma agora que o valor do coeficiente de atrito cinético é e que de novo o sistema é puxado à posição b e liberado a partir do repouso. Neste caso, determine o valor máximo de compressão da mola.

Um bloco de massa desce uma rampa partindo do repouso de altura tomando como referência a parte inferior da rampa. Após iniciar a descida, o bloco passa por um ponto localizado na rampa em uma altura com velocidade e por um ponto localizado na rampa em uma altura com velocidade . Ao chegar à parte inferior, o bloco encontra uma plataforma horizontal e continua se deslocando até tocar e comprimir de uma mola de constante elástica fixa na horizontal.

1. Determine o trabalho realizado pela força gravitacional sobre o bloco para ir do ponto até o ponto em função de , e .
2. Determine a altura em função de e .
3. Determine a velocidade na parte em um ponto na plataforma antes de tocar na mola em função de e .
4. Determine a compressão máxima da mola em termos , , e .
5. Se a massa inicial fosse dobrada, valendo , a velocidade no ponto aumentaria, diminuiria ou continuaria o mesmo em relação a situação com a massa ?