Um bloco de 3,0 kg é arremessado de cima para baixo com velocidade de 7,0 m / s, a partir de uma altura de 2,0 m acima de uma mola em repouso no chão (considere uma mola ideal). A constante elástica da mola é de 1900 N / m e a resistência do ar é despresível.
(a) Qual é a velocidade do bloco quando ele atinge a mola?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a gente tem um bloco de massa lançado lá de cima com velocidade inicial pra baixo , e ele cai por uma altura até atingir a mola. A questão (a) pede só a velocidade do bloco no momento em que ele encosta na mola.
Conteúdo: cinemática com aceleração constante (gravidade). Vamos usar a fórmula que relaciona velocidades, aceleração e deslocamento vertical sem precisar de tempo.

Passo 2

Como a resistência do ar é desprezível, a única aceleração é a gravidade v^2 = v0^2 + 2,g,De apontando pra baixo. A gente define pra baixo como positivo, assim a equação padrão vale direto:
onde
  • é a velocidade final (o que a gente quer),
  • é a velocidade inicial (7,0 m/s),
  • é a distância que o bloco percorre até a mola,
  • .

Passo 3

Substituindo os valores na fórmula:
v^2 = (7,0)^2 + 2 times 9,8 times 2,0
Calculemos dentro da raiz:
v^2 = 49 + 2 times 9,8 times 2 = 49 + 39,2 = 88,2

Passo 4

Agora extraímos a raiz quadrada pra achar v = raiz88,2 approx 9,39;m/s :

Resposta

A velocidade do bloco ao atingir a mola é aproximadamente .

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