Dasia
La energía potencial en el inicio es
PE = mgh = 15,0 kg * 9,81 m / s
2 * 20,0 m = 2943 J
La energía cinética en el inicio es
KE = mv
2 /2 = 15,0 * (10,0)
2 /2 = 750 J
Entonces, la energía total al inicio es PE + KE = 2943 + 750 = 3693 J
Cuando la piedra se detiene, el trabajo realizado contra la fricción y el resorte sumará esta cantidad. El trabajo realizado contra el resorte es
W
resorte = 1/2 * k
s * d
2 = 1/2 (2.0 N / m) * d
2 = d
2 N / m
El trabajo realizado contra la fricción es
W
fricción = k
fd mgd = .2 * 15.0 kg * 9.81 m / s
2 * d = d * 29.43 N
Esto da lugar a una ecuación cuadrática:
d
2 + 29.43d = 3693,
od 2 + 29.43d - 3693 = 0 .
Esto se resuelve de la manera habitual para obtener
d = 47,81 m es la distancia se comprimirá el resorte.
A esa distancia, el resorte está ejerciendo una fuerza de k
s * d
= (2.0 N / m) * (47.81 m) = 95.62 N
La fricción estática es k
fs mg
= .8 * 15.0 kg * 9.81 m / s
2 = 117,7 N
La fricción estática es mayor que la fuerza sobre la piedra, por lo que no volverá a
moverse .