mola parada

Considere uma mola de constante elástica 50 N/m. Uma de suas extremidades está fixa, e um bloco está preso a outraextremidade e repousa sobre uma superfície horizontal sem atrito. Inicialmente, a mola está em seu comprimento relaxado eo bloco está estacionário na posição x = 0. Então uma força com módulo constante de 3 N é aplicada sobre o bloco,puxando-o no sentido positivo do eixo x, alongando a mola até que o bloco pára. Quando este ponto de parada éatingido,quais são (a) a posição do bloco, (b) o trabalho realizado sobre o bloco pela força aplicada e (c) o trabalho realizado sobre o bloco pela força elástica? Neste deslocamento do bloco, quais são (d) a posição do bloco quando sua energia cinética é máxima e (e) o valor desta energia cinética máxima?

respostas:
(a) x = 0,12 m
(b) Wa = 0,36 J
(c) Wc = -0,36 J
(d) x = 0,06 m
(e) Kmax = 0,09 J

O enunciado pode deixar margem a dúvidas sobre como atua a força aplicada, de modo que introduzi um elemento para esclarecer como pode estar atuando essa força:



Então, a resultante que atua no bloco é . Com essa expressão encontramos o ponto , que está a meio caminho entre a posição zero e a elongação máxima:



A energia cinética é máxima onde a velocidade também é máxima, isto é, em

Os trabalhos realizados ao longo do deslocamento todo pela força aplicada e pela força da mola devem ser iguais e de sinais opostos, pois o resultado final é velocidade zero.



A energia cinética máxima é igual ao trabalho total recebido entre a posição inicial e a posição de velocidade máxima