Questão 5:
Uma caixa desloca-se horizontalmente numa superfície sem atrito, com velocidade de
, em direção a uma mola com constante elástica
. Utilize o conceito de conservação da Enegria Mecânica para encontrar o comprimento de compressão máximo sofrido pela mola.
Passo 1
O enunciado diz que uma caixa de massa
desloca-se sem atrito com velocidade inicial
em direção a uma mola de constante elástica
. Pede-se a compressão máxima
da mola. Para isso, vamos usar o princípio da conservação da energia mecânica, que exige conhecer
,
e
.
Passo 2
Em ausência de atrito, a energia cinética inicial da caixa converte-se totalmente em energia potencial elástica no ponto de compressão máxima. Escrevemos
Passo 3
Cancelando o fator
e isolando
, obtemos
Passo 4
O valor numérico de
depende do valor da massa
da caixa, que não foi fornecido no enunciado. Sem saber
, só podemos ficar com a fórmula
Por exemplo, se acaso
, teríamos
Resposta
Não é possível calcular numericamente a compressão máxima sem o valor da massa da caixa. A expressão geral é