Adotando
e desprezando o efeito do ar e a energia mecânica dissipada no ato da colisão, calcule:
b) o trabalho da força aplicada pela mola sobre o corpo no percurso BC;
b) o trabalho da força aplicada pela mola sobre o corpo no percurso BC;
Passo 1
Beleza, aqui a gente precisa calcular o trabalho feito pela mola sobre o corpo enquanto ela é comprimida de B até C.
Conteúdo da matéria: força elástica (mola), energia potencial elástica e trabalho de força conservativa.
O que vamos usar:
Conteúdo da matéria: força elástica (mola), energia potencial elástica e trabalho de força conservativa.
O que vamos usar:
- A definição de trabalho de força elástica: sendo
a energia potencial da mola, o trabalho da mola entre duas posições é
- O fato de que, na posição B (não comprimida),
, e em C (compressão máxima) .
Passo 2
Teoria passo a passo:
- A mola é uma força conservativa. Para qualquer força conservativa, o trabalho dela entre dois pontos é dado por
- No caso da mola, a energia potencial elástica quando ela está comprimida de
até é - Logo, se em B temos
e em C temos , então
Passo 3
Aplicando a fórmula do trabalho:
Isso mostra que a mola faz trabalho negativo sobre o corpo (ela retira energia dele para armazenar como energia elástica).