Question

Um brinquedo que muito agrada às crianças são os lançadores de objetos em uma pista. Considere que a mola da figura a seguir possui uma constante elástica k = 8000 N/m e massa desprezível. Inicialmente, a mola está comprimida de 2,0 cm e, ao ser liberada, empurra um carrinho de massa igual a 0,20 kg. O carrinho abandona a mola quando esta atinge o seu comprimento relaxado, e percorre uma pista que termina em uma rampa. Considere que não há perda de energia mecânica por atrito no movimento do carrinho

Answer 1

A)
O sistema é conservativo, logo:
Emo=Emf
Eco+Epo=Ecf+Epf
0+Epel=Ecf+0 --> No começo ele não acelera, logo so tem potencial elástico (Epel) e no final só tem cinética.
(k*x²)/2=(m*v²)/2
8000*(0,02)²=(0,2*v²)/2
1,6=0,1*v²
v²=1,6/0,1
v²=16
v=4m/s
B) O sistema ainda é conservativo, logo a Emo=Emf
Eco+Epo=Ecf+Epf
Ec+0=Ecf+Epf --> No começo ele não tem altura, mola, campo elétrico, etc, logo só tem cinética e no fim ele ainda vai estar acelerando enquanto ganha altura na rampa, por isso ele tem cinética e potencial
(0,2*16)/2=(0,2*2²)/2+0,2*10*H --> A velocidade final dele na Ecf é 2m/s porque no enunciado ele pede a velocidade quando o carrinho estiver a 2m/s
1,6=0,4+2H
2H=1,6-0,4
H=1,2/2
H=0,6m
Espero ter ajudado ^^