Banco de questões: Movimento Harmônico Simples: Energia Mecânica

Um sistema massa-mola consiste em um bloco de 3,00 kg preso a uma mola com constante elástica de 200 N/m. O bloco é deslocado de sua posição de equilíbrio por 0,15 m e liberado, iniciando um movimento harmônico simples vertical. Considerando a ausência de atrito e resistência do ar, qual é a velocidade do bloco quando ele passa pela posição de 0,05 m abaixo do ponto de equilíbrio?

O movimento harmônico simples ocorre quando um corpo sofre deslocamentos oscilantes ao longo de uma direção retilínea. O movimento MHS pode ser representado por meio de uma equação matemática que relaciona posição, tempo e energia. Essa equação é conhecida como:

Uma massa de 3,00 kg está presa a uma mola vertical com constante elástica de 200 N/m, suspendida em um suporte sem atrito. Após o sistema atingir o equilíbrio, a massa é deslocada 0,15 m abaixo dessa posição e liberada, iniciando um movimento harmônico simples. Desconsiderando a resistência do ar, calcule a velocidade da massa quando ela está a 0,05 m abaixo da posição de equilíbrio.

Um sistema massa-mola está realizando um movimento harmônico simples na direção vertical. A mola, com constante elástica de 150 N/m, está suspensa em um ambiente sem atrito e possui uma massa de 0,8 kg anexada. Quando a massa atinge a amplitude máxima de 0,10 m a partir da posição de equilíbrio, a energia mecânica do sistema é completamente potencial. Considerando a conservação da energia mecânica entre a amplitude máxima e a posição de equilíbrio, determine a velocidade da massa ao passar pela posição de equilíbrio.

Um brinquedo de parque de diversões consiste em uma plataforma circular que executa um movimento harmônico simples na vertical, impulsionada por um sistema de molas idealmente elásticas. O brinquedo é projetado de modo que, no ponto mais baixo de sua trajetória, a energia mecânica do sistema é inteiramente potencial elástica. Considere que a massa total do brinquedo com os ocupantes é de 500 kg e que, no ponto mais alto, a plataforma encontra-se 10 cm acima da posição de equilíbrio. Sabendo que a constante elástica das molas é de 49000 N/m, determine: 1) A energia mecânica total do sistema quando a plataforma está no ponto mais alto. 2) A velocidade da plataforma no momento em que ela passa pela posição de equilíbrio.