Question

A imagem abaixo mostra um carrinho de massa igual a 1,0 kg, que está preso a uma mola, de constante elástica igual a 250 N/m. A deformação sofrida pela mola é de 200 cm. Ao ser solta, a mola empurra o carrinho até uma altura de 5 m em relação ao solo.





Considerando a aceleração da gravidade como sendo 10 m/s² e desprezando todos os efeitos de forças dissipativas, é CORRETO afirmar que o módulo da velocidade com que o carrinho atinge o ponto mais alto do percurso é: a) 30 km/h. b) 60 km/h. c) 90 km/h. d) 108 km/h. e) 144 km/h.

Answer 1

O módulo da velocidade com que o carrinho atinge o ponto mais alto do percurso é 108 Km/h.

A energia potencial elástica constitui-se na energia que os corpos elásticos acumulam quando sofrem uma deformação.  Podemos calcular a energia potencial elástica por meio da seguintye equação -

Epe = KΔx²/2

Onde,

K = a constante elástica da mola (N/m)  

ΔX = deformação da mola (metros)

Epe = energia potencial elástica (J)

Pelo Princípio da Conservação da energia mecânica, sabemos que a energia potencial elástica será transformada em energia potencial gravitacional e energia cinética.

Epe = Epg + Ec

250. 2²/2 = 1. 10. 5 + 1. V²/2

500 = 50 + V²/2

900 = V²

V = 30 m/s

V = 108 km/h