Exercícios Resolvidos de Energia Cinética + Energia Gravitacional + Energia Elástica
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Energia Potencial e Conservação da Energia
Um bloco encontra-se em equilíbrio suspenso por uma mola de constante elástica , presa ao teto com alongamento . O bloco é levantado até a posição em que o alongamento é nulo e abandonado a partir do respouso. Ao descer uma altura o bloco ganha uma energia cinética,
Passo 1
Os dados do problema são
Em problemas literais é sempre bom escrever os dados separados para mais tarde conferir se as respostas estão de acordo com esses dados.
A energia mecânica se conserva, então vamos achar a energia mecânica em cada ponto.
Vamos achar a energia mecânica nos pontos onde o alongamento é nulo, e no ponto onde o alongamento da mola, que também chamamos de deformação, é .
É importante escolhermos onde fica o “chão”, vamos considerar como “chão” o ponto onde o alongamento é .
Vamos chamar o primeiro ponto de ponto , e o segundo ponto de ponto
Então, no primeiro ponto
Porque o alongamento da mola é zero
Passo 2
No segundo ponto
Onde
Repare que, por mais estranho que pareça, o módulo da gravidade não foi dado.
Você deve estar se perguntando por que não trocamos a energia cinética pela fórmula dela. Como ele quer a energia cinética é que ele quer, trocar pela fórmula só iria confundir tudo.
Passo 3
No ponto de equilíbrio, onde o alongamento é , a força peso e a força elástica são iguais.
Então
Passo 4
Substituindo na equação da energia mecânica em
E agora em
Passo 5
Igualando as energias
Multiplicando essa equação por
Resposta
Letra D