O cursor tem uma massa de e está preso à mola leve, que tem uma rigidez de e um comprimento sem deformação de . O cursor é liberado a partir do repouso em e desliza para cima na barra lisa sob a ação da força constante de . Calcule a velocidade do cursor quando este passa a posição .
Passo 1
O trabalho da força altera a energia mecânica total do sistema, de modo que podemos escrever:
Vamos calcular cada um desses termos separadamente:
Passo 2
Para calcular a variação de energia potencial elástica , primeiramente vamos determinar os valores das deformações e . Como o comprimento natural da mola é de , temos:
Para calcular , usamos o teorema de Pitágoras:
Então:
Passo 3
Retornando à equação de conservação de energia, temos: