Um brinquedo de criança consiste de um carrinho de 400 g que comprime uma mola em 20 cm, sendo então empurrado ao longo de uma pequena pista retilínea e horizontal, subindo em seguida uma rampa até parar. A constante elástica da mola instalada no brinquedo vale 120 N/m. Considerando um sistema mecânico conservativo, em qual altura em relação à pista horizontal o carrinho atinge o repouso?
Soluções para a tarefa
Resposta:
Explicação:
O príncipio da conservação da energia mecânica, nós diz que quando atuando forças conservativas em um determinado corpo, a enrgia mecância irá se conservar.
Ema=Emb
Nesse caso percebemos que está agindo cerca de 3 tipos de energia diferentes, lembrando que pela primeira lei da termodinâmica, lei da conservação da energia, a energia desse sistema estaria se transformando, não indo embora.
Teriamos a energia cinética, energia potencial gravitacional e energia potencial elástica.
Ep+Ec=Em
Ep=Epg+Epe
Ep=ζpeso+ζforçaelástica
Ele está subindo então sendo assim o seu trabalho é resistente.
Ep= -mgh+kx²/2
m=0,4kg
mas a altura quando houve esse trabalho era de 0, ele estava no ponto referencial, então nesse caso ainda não há energia potencial gravitacional.
Epa= 120*(0,2)²/2
Epa= 60*0,04
Epa= 2,4J
Ema=Emb
Epa+Eca+= Epb+Ecb
Considerando que ele vai começar a descer...
2,4= 0,4*10*h+0
Nesse ponto ele já não possui mais energia cinética, pois ele parou de subir.
2,4=4h
2.4/4=h
h=24/40
h= 0,6m