Joãozinho deseja levar um presente surpresa para Mariazinha que mora numapartamento que está a 100 m acima do solo. Mas, Joãozinho não deseja se encontrar comos pais de Mariazinha porque eles são muito bravos. Mariazinha está de castigo e não estáfrequentando às aulas na UFERSA. Joãozinho é um bom aluno do curso de Bacharelado emCiência e Tecnologia. Ele constrói um dispositivo para lançar verticalmente o presente paraMariazinha. Considerando que a massa m = 1,0 kg e a constante elástica da mola é K = 20000N/m. A deformação (compressão) da mola é 20,0 cm. Será que ele vai conseguir atingir aaltura da janela de Mariazinha? Caso contrário, discuta como o dispositivo deveria ser alteradopara que ele consiga alcançar a altura desejada? Lembre-se que a alteração do projeto deveconsiderar a relação custo-benefício
\[E_g=mgh=1\cdot 9,8\cdot 100=980\ J\]
A energia potencial elástica do sistema quando o presente está para ser lançado da mola é:
\[E_e=\dfrac12kx^2=\dfrac12\cdot 20000\cdot0,2^2=400\ J\]
Como \(E_e<E_g\) a energia fornecida pela mola não é suficiente para atingir a altura necessária. Varias atitudes são possíveis para se alterar essa realidade. Vamos citar algumas delas, considerando apenas possibilidades que não se precisa trocar a mola:
\[\eqalign{E_e&>E_g\cr \dfrac12kx^2&>980\cr 10000x^2&>980\cr x^2&>0,098\cr x&>0,313\ m}\]
Dessa forma uma deformação da mola de \(31,3\ cm\)ao invés de \(20\ cm\)é suficiente.
\[\eqalign{E_e+E_c&>E_g\cr 400+\dfrac12mv^2&>980\cr v^2&>1160\cr v&>34\ m/s}\]
Essa é uma possibilidade inviável na prática.
- Uma terceira opção seria um meio termo entre as duas anteriores, deformando a mola menos que o calculado mas adicionando uma velocidade inicial.
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