Um cavaleiro com 0,50 kg de massa está ligado à extremidade de um trilho de ar horizontal por uma mola cuja constante k é 30,0 N/m . Inicialmente a mola não está esticada (x=0) e o cavaleiro se move com velocidade igual a 2,50 m/s da esquerda para a direita. a) Ache a distância máxima d que o cavaleiro pode se mover para a direita, supondo que o ar esteja passando no trilho e, portanto, o atrito seja desprezível? b) qual a energia cinética, potencial e a velocidade quando ele está na metade da distância percorrida e x=0.0 m?
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a) Acha-se a distância fazendo conservação de energia.
Ec = Epel ==> Ec = Energia Cinética e Epel = Energia Potencial Elástica
mv2/2 = kx2/2
Corta-se o 2 de cada lado, e agora basta jogar os valores para achar o x:
0,5 x (2,5)2 = 30x2
Isolando o x e tirando a raiz, temos:
x = 0,32 m
b) Na metade da distância, ou seja, x = 0,16 m, temos:
Epel = 30 x 0,162/2 = 0,384 J
Ec = A energia cinética é a energia cinética inicial menos a energia potencial elástica na metade.
Ec = 0,5 x (2,5)2/2 - 0,384 = 1,18 J
Para achar a velocidade, basta usar a fórmula da energia cinética e isolar v, tirando a raiz.
1,18 = 0,5 x v2/2
v = raiz(4,72) = 2,17 m/s
Espero ter ajudado!
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