Um bloco possui uma energia cinética de 3 J e a mola uma energia potencial elástica de 2 J quando o bloco está em
. (a) Qual a energia cinética do bloco quando ele está em
? Qual a energia potencial elástica da mola quando o bloco está em (b)
e ©
?
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado diz e o que a gente vai usar.
Enunciado: quando o bloco está em x = +2,0 cm, ele tem energia cinética K = 3 J e a mola tem energia potencial elástica U = 2 J.
Perguntas:
a) Qual a energia cinética K em x = 0?
b) Qual a energia potencial U em x = –2,0 cm?
c) Qual a energia potencial U em x = –A (amplitude)?
Enunciado: quando o bloco está em x = +2,0 cm, ele tem energia cinética K = 3 J e a mola tem energia potencial elástica U = 2 J.
Perguntas:
a) Qual a energia cinética K em x = 0?
b) Qual a energia potencial U em x = –2,0 cm?
c) Qual a energia potencial U em x = –A (amplitude)?
Conteúdo da matéria: conservação da energia mecânica em um sistema massa-mola sem atrito.
O que vamos precisar:
O que vamos precisar:
- Energia mecânica total
é constante. - Fórmula da energia potencial elástica:
- Em x = 0,
. - Em x = ±A, o bloco para momentaneamente (K = 0), então
.
Passo 2
Primeiro, calcula a energia mecânica total
.
No ponto x = +2 cm:
No ponto x = +2 cm:
Agora, em x = 0, a mola não está nem comprimida nem esticada, então
Como
é constante,
Passo 3
Queremos
em x = –2,0 cm. Mas note que
só depende de
, então vale a mesma energia que em +2 cm. Logo
Passo 4
Em x = –A (amplitude), o bloco para por um instante, ou seja,
.
Como é fixo, toda energia está em
:
Como
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)