Em um brinquedo existe um lançador de caminhos com uma mola
comprimida e travada, conforme a figura abato. O carinho e coloca
frente da mola e adquire movimento após retirada a trava
Se nesse brinquedo, o carrinho fosse trocado por um caminhãozinho de maior
massa, que comprimisse a mola da mesma maneira, responda:
A) a energia potencial elástica armazenada na mola seria maior, menor ou a
mesma? Justifique
B) a energia cinética adquirida pelo carrinho seria maior, menor ou a mesma?
Justifique
C) a velocidade adquirida pelo carrinho seria maior, menor ou a mesma?
Justifique.
Soluções para a tarefa
A) A energia potencial da mola só depende da deformação causada nela (isso pode ser provado pela equação de energia potencial elástica)
Ep=kx²/2
Onde k é uma constante, portanto a única grandeza que pode causar variação em Ep é x, a deformação.
Como ela foi comprimida pelo caminhão da mesma maneira, a deformação é a mesma e a energia potencial elástica ainda será a mesma.
B) Como toda energia potencial elástica é transformada em cinética após retirar a trava, vale a igualdade:
Ep=Ec
kx²/2=Ec
Como x, a deformação, é a mesma para o carro e caminhão e k é uma constante, kx²/2 é igual para carro e caminhão. A energia cinética então será a mesma para os dois.
C)
Como toda energia potencial elástica é transformada em cinética após retirar a trava, vale a igualdade:
Ep=Ec
kx²/2=mv²/2
kx²/m=v²
Como kx² é igual para carro e caminhão, a diferença de velocidade entre eles só depende da massa. O que tiver maior massa, tem menor velocidade, porque m está no denominador da fração. O caminhão tendo maior massa que o carro, terá menos velocidade.