Quando um sistema não possui impulso proveniente de forças externas dizemos que o sistema é isolado, ou seja, as forças internas ao sistema são trocadas entre as partes que compõem o sistema obedecendo à terceira lei de Newton, o que significa que a quantidade de movimento total de um sistema isolado permanece sempre constante (teorema da conservação da quantidade de movimento).
Dois carrinhos de massas 200g e 400g são mantidos inicialmente em repouso sobre uma mesa horizontal. Entre os carrinhos há uma mola ideal comprimida de 20cm. À esquerda da mola está o carrinho de menor massa e à direita o de maior massa. Em seguida, o sistema é liberado e os carrinhos movem-se sobre a mesa sem atrito. O carrinho de maior massa, após se liberar da mola, move-se para a direita e atinge uma velocidade de 4,0 m/s.
Determine:
a) a velocidade escalar do carrinho de menor massa, após ele se liberar da mola;
b) a energia potencial elástica armazenada inicialmente na mola; a constante elástica da mola.
Soluções para a tarefa
Explicação:
Resposta
Momento linear antes é igual a momento linear depois
Qantes =Qdepois
(Ma+MB)Vs=MbxVb+Ma((-Va)
MA Va=MbxVb
Va= MB/Ma x Vb
Va = 400g/200g=4m/s
Va=8m/s
Epel=Eca +Ecb
Epel=1/2xMa.Va2+1/2xMb.Vb2
Epel=1/2[MaVa^2+MbVb2]
Epel=1/2[0,2x8^2+0,4x4^2]
Epel=9,6J
Epel=1/2xKx^2
K=2xEpel/x^2
K=2x9,6/0,2^2
K=490n/m
A velocidade escalar do carrinho e a energia potencial e constante elástica serão de, respectivamente: 8 m/s, 9,6 Joules, 480 N/m - letra a), b) e c).
O que é Energia Mecânica?
A conservação da energia mecânica de um sistema acaba sendo a soma da energia cinética e potencial que os objetos acabam possuindo para constituir o sistema.
Enquanto a energia potencial elástica é "visualizada" quando esticarmos ou comprimirmos uma mola, logo a constante elástica da mesma estará sempre associada a sua rigidez.
Dessa forma, para a alternativa a) veremos que é possível utilizar o Princípio da conservação da quantidade de movimento, então como a quantidade inicial será idêntica a final, teremos:
- Q1 - Q2 = 0
m1V1 - m2V2 = 0
0,2V1 - 0,4·4 = 0
0,2V1 = 1,6
V1 = 8 m/s.
Enquanto que para letra b), utilizando o Princípio da Conservação de Energia Mecânica, que será definida como a soma de todas energias que estão envolvendo os carrinhos:
- Epe = Ec1 + Ec2
Epe = m1·V1² / 2 + m2·V2² / 2
Epe = 0,2· 8² / 2 + 0,4· 4² / 2
Epe = 6,4 + 3,2
Epe = 9,6 Joules .
Finalizando com a constante elástica da mola, encontraremos que:
- Epe = 1 / 2K · x²
9,6 = 1 / 2(k)(0,2)²
9,6 = 0,02k
k = 480 N/m.
Para saber mais sobre Energia Mecânica:
brainly.com.br/tarefa/14244298
https://brainly.com.br/tarefa/3725902
Espero ter ajudado nos estudos e bebam água :))
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