Uma bola de 4 kg está ligada a um dispositivo, que tem uma mola de constante elástica de
em seu interior, o qual, quando acionado, lança a bola verticalmente. Nesse momento, a bola é lançada e adquire uma velocidade de 25
, enquanto a mola no interior do dispositivo sofre uma elongação de 5 metros. Sabendo isso, calcule a altura máxima atingida pela bola.
Passo 1
O enunciado nos dá uma bola de massa
que, ao ser lançada pelo dispositivo, sai com velocidade inicial
. A partir desse instante a mola já não exerce mais força na bola e ela sobe apenas sob a ação da gravidade. Vamos usar conservação de energia mecânica entre o ponto de lançamento e o ponto de altura máxima, desprezando atrito e resistência do ar.
Passo 2
No ponto de lançamento a bola tem energia cinética
Passo 3
Na altura máxima a velocidade é zero, então toda a energia cinética inicial virou energia potencial gravitacional
Passo 4
Isolando
,
Passo 5
Substituindo
e
,
Resposta
A altura máxima atingida pela bola é aproximadamente
.