Galera alguem sabe fazer essa questão?
Você pretende fazer um arremessador de bolas de ping-pong. Para isso
você coloca uma mola no fundo de um tubo de PVC. Mantém a extremidade com a
mola fechada e a extremidade oposta aberta para inserir e lançar as bolas. Com uma
pequena abertura na lateral do tubo você consegue comprimir a mola. O tubo tem 50cm
e é posicionado perpendicular ao solo. A mola tem 30cm e a bola tem 10 gramas. Para
lançar você comprime a mola até ela chegar a 20cm de comprimento. Ao soltar a mola
ela lança a bola a 1 metro acima da extremidade superior do tubo. Qual a constante
elástica da mola? Com qual a velocidade a bola abandonou a mola?
Resposta: 25,4 N/m e 5,05 m/s
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Para encontrarmos a constante elastica da mola, aplicaremos a conservação de energia do sistema, onde a energia potencial elástica é igual a energial potencial devido a altura, assim, teremos:
\(\frac{k*x^2}{2}=m*g*h\)
Sustituindo os dados do problemas.
Distância: 1.3 m
Mola: 0.3 m
Massa da bola: 0.01 kg
Deformação da mola: 0.1 m
Gravidade: 9.8 m/s2
\(k=\frac{2*m*g*h}{x^2}\)
\(k=\frac{2*0.01*9.8*1.3}{0.1^2}\)
\(\boxed{k=25.48 N/m}\)
Para encontramos a velocidade da bola, igualaremos a energia potencial elastica a energia cinetica, dada por:
\(\frac{k*x^2}{2}=\frac{m*v^2}{2}\)
Isolando o termo da velocidade e substituindo os dados apresentado anteriomente, teremos:
\(v^2=\frac{2*k*x^2}{2*m}\)
\(v^2=\frac{25.48*0.1^2}{0.01}\)
\(v=\sqrt{25.48} m/s\)
Portanto, a velocidade, é:
\(\boxed{v=5.05 m/s}\)
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