Um bloco de 0,400 kg está em repouso, pendurado numa mola ideal de constante elástica 78,4 N/m. O bloco é levantado desta posição até uma posição situada 15,0 cm acima e abandonado a partir do repouso.

a) Qual a amplitude de oscilação?

b) Qual a força elástica e a força resultante em cada ponto extremo da trajetória do bloco?

c) Qual o período de oscilação?

d) Qual a velocidade máxima do bloco?

b) Primeiro vamos ver o quanto a mola está alongada no equilíbrio. No equilíbrio:

Beleza!

Agora vamos entender o seguinte: no equilíbrio a mola tava alongada 5,1 cm. Ela foi então deslocada 15 cm pra cima. Na posição superior, depois de ser deslocada, a mola vai estar comprimida então:

Beleza?

Então na posição superior:

E como a mola tá comprimida, ela ta fazendo força pra baixo! Então a força elástica é pra baixo e a força resultante vai ser a força elástica mais o peso:

Para baixo!

Na posição inferior a mola vai estar deslocada 15 cm da posição de equilíbrio. Ou seja, ela vai estar alongada:

Então na posição inferior:

E como a mola tá alongada, a força elástica vai tá pra cima. E a força resultante vai ser a força elástica menos o peso:

Para cima!

c) Pra achar o período vamos usar a fórmula:

Trocando os valores:

d) Aqui tá pedindo a velocidade máxima. Vamos usar a relação entre a energia mecânica e a energia cinética máxima:

Trocando os valores: