Física · CESPE / CEBRASPE · 2024 | Questão sqc-ce186837

Conservação de Energia em Sistema Massa-Mola

✅ CERTO. A compressão máxima da mola é obtida pela conservação da energia mecânica: a energia cinética inicial da esfera é totalmente convertida em energia potencial elástica da mola, resultando em $x = V \sqrt{M/k}$ .

A questão descreve um sistema sem atrito, onde a esfera de massa $M$ se move com velocidade inicial $V$ e comprime uma mola de constante $k$ até parar ( $V=0$ ). Nesse processo, a energia cinética inicial se transforma integralmente em energia potencial elástica armazenada na mola. Pela conservação da energia:

E_{cin} = E_{el} \Rightarrow \frac{1}{2} M V^2 = \frac{1}{2} k x^2

Cancelando o fator $\frac{1}{2}$ e isolando $x^2$ :

M V^2 = k x^2 \Rightarrow x^2 = \frac{M}{k} V^2 \Rightarrow x = \sqrt{\frac{M}{k}} \, V

A expressão fornecida no enunciado é exatamente $x = \sqrt{M/k}\, V$ , portanto está correta.

1Energia cinética inicial
21/2 M V²
3Iguala à energia elástica
41/2 k x²
5Isola x
6x = V √(M/k)

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PEGA ESSA DICA!

Em problemas de colisão com mola ideal e superfície sem atrito, use sempre a conservação da energia mecânica. A energia cinética inicial é igual à energia potencial elástica máxima. Atente para a ordem dos termos: $x = V \sqrt{M/k}$ e não $x = V \sqrt{k/M}$ .

✅ CERTO.

Questão de Física — Dinâmica — CESPE / CEBRASPE 2024

Conservação de Energia em Sistema Massa-Mola