Question

alguém poderia me ajudar com essa questão? Física​

Answer 1

Podemos calcular a energia mecânica do sistema calculando a máxima energia potencial elástica da mola, isto é, a energia presente na mola quando esta está na sua máxima deformação. Resolvendo:

$E_{M}=E_{PE_{M}}\\E_{M}=(K.X_{M}^{2})/2\\E_{M}=(200.0,2^2)/2\\E_{M}=(200.0,04)/2\\E_{M}=4J$

a) Energia mecânica máxima de 4 Joules.

O objeto estará em equilíbrio quando não houverem forças atuando sobre ele. Ele se encontra desse jeito quando a mola estiver na posição 0, pois aí a mola não terá deformação, sendo assim, a energia potencial elástica nesse ponto é 0, logo é onde a energia cinética é máxima, sendo esta igual à energia mecânica total nesse ponto. Resolvendo:

$E_{C}=E_{M}\\(m.V^2)/2=4\\0,5.V^2=8\\V^2=16\\V=4m/s$

b) Velocidade de 4m/s ao passar pelo ponto de equilíbrio.

no ponto +10Cm, o bloco terá tanto energia cinética quanto energia potencial gravitacional, sendo que a soma de ambas tendo que ser igual à energia mecânica máxima. Temos então a seguinte relação:

$E_{M}+E_{C}=E_{M}\\(m.V^2)/2+(K.X^2)/2=4\\0,25.V^2+100.0,01=4\\0,25.V^2=4-1\\0,25.V^2=3\\V^2=12\\V=2.\sqrt{3} m/s$

c)Velocidade de 2.√3m/s no ponto +10Cm.