Um bloco de massa igual a 5 kg é lançado com velocidade constante de 0,4 m/s e choca-se com uma mola de constante elástica 80 N/m, despreze o atrito entre o bloco e a superfície. Determine a máxima compressão sofrida pela mola.

Dados do problema:

• Massa do bloco:    m = 5 kg;
• Velocidade inicial do bloco:    v_i = 0,4 m/s;
• Constante elástica da mola:    k = 80 N/m.

Esquema do problema:

Inicialmente o bloco possui energia cinética, \( E_c^{bloco} \), devido à sua velocidade. Como o problema nos diz para desprezar a força de atrito entre o bloco e a superfície não há forças dissipativas atuando no sistema. Quando a mola sofre a máxima compressão a velocidade do bloco se anula e toda a energia cinética do bloco é transferida para a mola na forma de energia potencial elástica, \( E_e^{mola} \).

Figura 1

Solução:

A energia cinética do bloco é dada por

A energia potencial elástica da mola é dada por

Aplicando a condição de igualdade para a energia cinética do bloco e a Energia Potencial Elástica da mola.