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Ajuda em um exercício por favor

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Mensagem por nandinha82 Ter 22 maio 2012, 15:02

Estou com dificuldades para chegar as respostas dos itens dessa questão, pois ainda me confundo muito para definir os cálculos em exercícios com molas. Quem puder me ajudar, eu agradeço muito.

Um corpo de 8,0 kg está apoiado num plano horizontal e em contato com a extremidade de uma mola horizontal de constante elástica igual a 1000 N/m. A outra extremidade da mola está ligada a uma parede vertical. Quando o corpo é empurrado contra a parede, a mola é comprimida de 15 cm. Se depois de comprimido é abandonado, projeta-se horizontalmente pela ação da mola. A força de atrito entre o corpo e o plano é constante e igual a 5,0 N. Calcule: (a) a velocidade do corpo no instante em que a mola retorna ao seu comprimento original e (b) a distância percorrida pelo corpo até ficar em repouso novamente, supondo que a ação da mola cesse quando esta passa pelo seu comprimento normal.

A resposta para os itens são (a) 1,62 m/s e (b) 2,25m
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Mensagem por Elcioschin Ter 22 maio 2012, 19:11

Energia da mola comprimida ----> Em = (1/2)*k*x² = (1/2)*1000*0,15² ----> Em = 11,25 J

Energia perdida por atrito ----> Ea = Fa*x = 5*0,15 = 0,75 J

Energia cinética do corpo no ponto em quea mola retorna ao seu comprimento original:

Ec = 11,25 - 0,75 = 10,50 J

Ec = (1/2)*m*V² ------> (1/2)*8*V² = 10,50 ----> V² = 10,50/4 ----> V = 1,62 m/s

Fa = m*a ----> 5 = 8*a -----> a = 5/8 ----> a = 0,625 m/s²

V' = V² - 2ad -----> 0² = 10,5/4 - 2*0,625*d ----> d = 2,1 m
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Mensagem por nandinha82 Ter 22 maio 2012, 23:51

Muito obrigada, me ajudou muito com o desenvolvimento e entender que na realidade o bloco começa a ganhar energia cinética quando ele é solto e acrescentando da energia que ele perde com o atrito, constitui a energia elástica que ele tinha armazenado no início quando estava comprimindo a mola. Daí realmente tinha como descobrir a velocidade através da fórmula da energia cinética.
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Mensagem por nandinha82 Qua 23 maio 2012, 13:23

Tenho uma outra pergunta: a distância percorrida calculada deu d=2,1m, porém no gabarito está d=2,25m.

Aqui o autor considerou que a distância realmente percorrida seria de 2,1m+0,15m(da compressão da mola)? E porque isso, já que o bloco saiu justamente com essa diferença no percurso(0,15m)?

Obrigada!
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Mensagem por Elcioschin Qui 24 maio 2012, 10:19

A distância que eu calculei, de 2,1 m foi a distância percorrida após a mola voltar a o seu comprimento normal.

Assim, para calcular o espaço TOTAL percorido pelo corpo, deve-se levar em conta os 15 cm da compressão da mola:

S = 2,10 + 0,15 -----> S = 2,25 m
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Mensagem por nandinha82 Qui 24 maio 2012, 10:41

Agora eu entendi. Obrigada pelo esclarecimento!
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