Uma estudante montou um sistema de pêndulos ressonantes, composto por seis pêndulos de mesma massa 200 g e mesmo comprimento L conforme figura abaixo. Para iniciar a oscilação, ela lança o primeiro pêndulo de uma altura de 10 cm em relação à superfície e com velocidade de 1 m/s. Ao se chocar com os demais pêndulos, ele transfere sua energia para a última massa, que oscila e atinge o repouso a 9 cm de altura. Calcule quanta energia foi perdida nos choques das massas e na resistência do ar ao movimento.
Soluções para a tarefa
A energia perdida nos choques das massas e na resistência do ar ao movimento foi de 0,12 Joules.
Pelo Princípio da Conservação da Energia Mecânica, sabemos que a energia mecânica inicial do sistema, será equivalente à soma da energia mecânica final com a energia perdida nos choques das massas e na resistência do ar.
Em inicial = Em final + Eperdida
A energia mecânica inicial equivale à soma da energia potencial gravitacional com a energia cinética.
Em inicial = Epg + Ec
Em inicial = mgh + mV²/2
Em inicial = 0,200. 10. 0,10 + 0,200.1²/2
Em inicial = 0,2 + 0,1
Em inicial = 0,3 Joules
A Energia mecânica final equivale à energia potencial gravitacional da última massa-
Em final = mgh
Em final = 0,200. 10. 0,09
Em final = 0,18 Joules
Calculando a energia foi perdida nos choques das massas e na resistência do ar ao movimento-
Em inicial = Em final + Eperdida
0,3 = 0,18 + Eperdida
Eperdida = 0,3 - 0,18
Eperdida = 0,12 Joules