Question

Quando um gatilho é desarmado, a mola da figura, que está comprimida de 20cm, lança a esfera de massa 0,4kg.
Supondo desprezível o atrito e a constante da mola igual a 250 N/m, qual será a velocidade da esfera no trecho AB?

Answer 1

A energia armazenada pela deformação da mola deverá ser transformada em energia cinética:

kx^2 / 2 = mv^2 /2

kx^2 = mv^2

250.(0,2)^2 = 0,4.v^2

250.0,04 = 0,4.v^2

v^2 = 25

v=5m/s

Answer 2

A velocidade da esfera no trecho AB equivale a 5m/s.

Desprezadas as forças dissipativas, pelo Princípio da Conservação da Energia Mecânica, a energia potencial elástica da mola será totalmente transformada em energia cinética da esfera.

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 seguinte equação-

Epe = KΔx²/2

Assim, teremos

Epe = Ec

KΔx²/2 = mv² /2

KΔx² = mv²

250.(0,2)² = 0,4.v²

250.0,04 = 0,4.v²

v² = 25

v = 5m/s