Question

Julia estudando para a avaliação de Física depara com o seguinte exercício: no esquema da figura , o bloco tem massa 3 kg de massa e encontra-se inicialmente parado num ponto da rampa situado à altura de 1 m. Uma vez abandonado, o bloco desce atingindo a mola de constante elástica 1000 N/m, que sofre uma compressão máxima de 20 cm. Pedia-se para encontrar o trabalho das forças não conservativas. Determine o valor correto que Julia encontrou utilizando o teorema da energia mecânica.

Answer 1

A energia mecânica (Em) não se conserva, logo:

Em.i = Em.f + Wd, onde:
Em.i = Energia mecânica inicial;
Em.f = Energia mecânica final;
Wd = Trabalho de forças dissipativas...

Sendo a Em.i = energia potencial gravitacional (Epg) e a Em.f = energia potencial elástica, temos:

Epg = massa (m) * ac. gravidade (g) * Δ altura (ΔH)

Epe = constante elástica (K) * deformação² (x²) / 2

Então, voltando à equação ⇒

m * g * ΔH = K * x² / 2 + Wd

(m = 3 kg, g = 10 m/s², ΔH = 1 m, K = 1000 N/m, x = 20 cm → 0,2 m, Wd = ???...)

3 * 10 * 1 = 1000 * 0,2² / 2 + Wd
30 = 500 * 0,04 + Wd
30 = 20 + Wd
30 - 20 = Wd
Wd = 10 Joules ⇒ Este é o trabalho dissipativo !