Em um brinquedo, uma mola lança horizonta...

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Q233982 Física
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Em um brinquedo, uma mola lança horizontalmente um carrinho que efetua um looping circular em um trilho, como mostra a figura.
Considerando desprezíveis os atritos, qual é, em cm, a compressão mínima da mola para que o carrinho percorra a trajetória sem perder o contato com o trilho? Dados: aceleração da gravidade = 10m.s−2 constante elástica da mola = 75 N/m massa do carrinho = 50 g


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Questão capiciosa!

A compressão mínima deve ser o valor que ao menos permita o carrinho cheguar na altura 0,15 m do looping. Sendo assim quando o carrinho chegar no ponto mais alto do looping a velocidade deve ser igual a zero.

Aplicando a conservação da energia mecânica 

EmA = EmB 

kx^2/2 = mg

Inserindo os valores x = 0,044 m, logo para garantir que o carrinho faça o looping x = 0,05 m = 5 cm

Primeiro, aplica-se a lei de Newton para o topo do looping:

P + N = ma

(na iminência da perda de contato, N = 0)

mg = (mv^2)/R

v = sqrt (Rg)


Usando a lei da conservação da energia mecânica entre a mola e o topo do loop


EmA = EmB

(kx^2)/2 = mgh + (mv^2)/2

(kx^2)/2 = mgh + (mgR)/2

substituindo os valores obtemos:

x = 0,05 m

Primeiro, aplica-se a lei de Newton para o topo do looping:

P + N = ma

(na iminência da perda de contato, N = 0)

mg = (mv^2)/R

v = sqrt (Rg)


Usando a lei da conservação da energia mecânica entre a mola e o topo do loop


EmA = EmB

(kx^2)/2 = mgh + (mv^2)/2

(kx^2)/2 = mgh + (mgR)/2

substituindo os valores obtemos:

x = 0,05 m

Primeiro, aplica-se a lei de Newton para o topo do looping:

P + N = ma

(na iminência da perda de contato, N = 0)

mg = (mv^2)/R

v = sqrt (Rg)


Usando a lei da conservação da energia mecânica entre a mola e o topo do loop


EmA = EmB

(kx^2)/2 = mgh + (mv^2)/2

(kx^2)/2 = mgh + (mgR)/2

substituindo os valores obtemos:

x = 0,05 m

Primeiro, aplica-se a lei de Newton para o topo do looping:

P + N = ma

(na iminência da perda de contato, N = 0)

mg = (mv^2)/R

v = sqrt (Rg)


Usando a lei da conservação da energia mecânica entre a mola e o topo do loop


EmA = EmB

(kx^2)/2 = mgh + (mv^2)/2

(kx^2)/2 = mgh + (mgR)/2

substituindo os valores obtemos:

x = 0,05 m

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