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Energia com Molas

Parte da seção Mecânica do Journey de Physics da Coddy. Lição 63 de 97.

Sem atrito, a energia cinética, a energia potencial gravitacional e a energia potencial elástica somam o mesmo total:

12mv2+mgh+12kx2=constant\tfrac{1}{2} m v^2 + m g h + \tfrac{1}{2} k x^2 = \text{constant}

Um bloco começa em repouso no topo de uma rampa lisa, a uma altura h, desliza até um piso plano e colide com uma mola de constante k presa a uma parede

Uma rampa lisa, um piso plano e uma mola junto à parede.

Escreva a energia total em dois momentos e iguale os valores. No instante em que o objeto para, sua energia cinética é 0.

Barras de energia para o bloco de 2 quilogramas: 9,8 joules de energia potencial no início, 9,8 joules de energia cinética no ponto mais baixo, 9,8 joules de energia elástica na mola quando ela parou o bloco

Barras de energia para o bloco de 2 kg2\ \mathrm{kg}: a energia potencial se transforma em energia cinética e, depois, em energia da mola.

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Desafio

Um lançador de brinquedo aponta diretamente para cima. Sua mola, com k=490 N/mk = 490\ \mathrm{N/m}, está comprimida 0.2 m0.2\ \mathrm{m} sob uma bola de 0.5 kg0.5\ \mathrm{kg}, e a resistência do ar é pequena demais para ser considerada. A imagem mostra a bola duas vezes: sobre a mola e em seu ponto mais alto. Desenhe as forças que atuam sobre ela em seu ponto mais alto e, em seguida, encontre a altura hh que ela alcança acima de seu ponto de partida.

Experimente você mesmo

Physics diagram: spring, ball, path

Isole hh

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