Carro em um trampolim: mais chutes com energia cinética


Sim, a mudança no y posição é negativa, pois o objeto está se movendo para baixo. Tudo o que resta é o tempo. Eu olhei para a parte do vídeo com as melancias caídas. Algumas das fotos são em câmera lenta, mas algumas parecem estar em tempo regular. Eu posso tirar o tempo de queda dessas fotos.

Você pode tentar usar o carimbo de data / hora no YouTube para fazer isso, mas não é detalhado o suficiente. Eu gosto de usar a ferramenta de análise de vídeo Tracker – é a minha opção para esse tipo de coisa (e é grátis). A partir disso, recebo um tempo de queda de 2.749 segundos. Conectando isso à equação acima, obtenho uma altura de queda de 37,0 metros (121,5 pés). Boom, essa é uma questão resolvida.

2. Qual é a velocidade do impacto?

Se você deixar um objeto em repouso (ou seja, velocidade inicial zero), qual a velocidade com que ele estará viajando antes de atingir o trampolim? Oh, você pensou que eu ia responder a essa pergunta também? Não. Na verdade, este não é muito difícil. Você pode usar o tempo e a definição de aceleração para encontrar esta resposta. Você consegue. Eu acredito em você.

3. Qual é a constante efetiva da mola?

Vamos percorrer todo esse movimento. O carro cai. Ao cair, a força gravitacional puxa-o, fazendo com que acelere, cada vez mais, até entrar em contato com o trampolim. Nesse ponto, as molas do trampolim se esticam e criam uma força de empurrar para cima no carro. Quanto mais as molas esticam, maior a força de empurrar para cima.

Lembre-se de que, para que um objeto desacelere, é necessário que haja um internet força empurrando na direção oposta à do movimento. Quando o carro atinge o trampolim pela primeira vez, a força de empurrar para trás é MENOS que a gravidade, de modo que a força líquida ainda está para baixo e o carro continua acelerando. Não é até a força da mola se tornar maior que a força da gravidade que empurra para baixo que o carro começa a desacelerar. Claro, ele ainda está descendo, então as fontes se estendem ainda mais, e isso aumenta a força da mola. Eventualmente, o carro para de cair e começa a subir novamente.

Agora, como podemos quantificar isso? Uma maneira de modelar a força de uma mola é com a lei de Hooke. Isso diz que a força da mola (Fs) é proporcional à distância (s) que a mola estica ou comprime. Essa constante de proporcionalidade é chamada de Primavera constante, k.

Ilustração: Rhett Allain



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