USP, Física 1, P2 2019.1, Questão 1 – Força, Trabalho e Energia.
Um bloco de 4 kg é empurrado a partir do repouso por uma mola comprimida, que não obedece a Lei de Hooke. A força dessa mola é dada por , onde x se mede a partir do comprimento de equilíbrio da mola. Ao passar pela posição de equilíbrio, o bloco desprende-se passando a movimentar-se em uma região com coeficiente de atrito dinâmico de 0,25, percorrendo uma distância de 10 m até parar. A velocidade máxima atingida pelo bloco e a compressão da mola são, respectivamente:
- e m
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Passo 1
Vamo começar pensando na Velocidade. A questão deu pra gente a força, o deslocamento, o coeficiente de atrito e a massa... Como a gente descobre a velodiade com isso? Se ele falou de força e deslocamento, a gente já pode calcular o trabalho! E a sacada é você lembrar também que o trabalho também pode ser calculado pela variação de energia cinética do bloco! Então vem comigo, vamo primeiro calcular o trabalho, considerando nossa gravidade igual a 10
Mas, como citado anteriormente, também sabemos que
Logo:
Então já cortamos duas alternativas com isso, a letra b e a letra d!
Passo 2
Passo 3
Agora estamos falando da parte após o deslocamento, a parte da mola! Como a mola não obedece a Lei de Hooke, sabemos que: Como , vamos integrar isso dai! Como W=100J, então . Portanto,
Tranquilasso? Simbora!
Resposta
- e m