Tipler, Mosca; Física Para Cientistas e Engenheiros; 6ª Ed. - Capítulo 7, Seção 1, Questão 67.
(Cap 7 – Ex 67) Na figura abaixo, o coeficiente de atrito cinético entre o bloco de e a prateleira é . (a) Encontre a energia dissipada por atrito quando o bloco de cai por uma distância . (b) Encontre a variação na energia mecânica do sistema dois-blocos-Terra durante o tempo que o bloco de leva para cair pela distância . (c) Use seu resultado da parte (b) para encontrar a rapidez de um dos blocos depois que o bloco de cai por .
Passo 1
Bora resolver essa comigo galerinha?
(a) Quando o bloco de cai por uma distância , o bloco de também terá que se deslocar por .
A energia dissipada pela força de atrito é igual ao módulo do trabalho realizado por ela ao longo desse trajeto:
Passo 2
(b) Nós queremos calcular a variação de energia mecânica no sistema inteiro (inclusive a Terra), então as trocas de energia mecânica não vão afetar nossa conta.
A única variação de energia mecânica acontece quando ela se dissipa em energia térmica, que é exatamente o que acabamos de calcular:
E então a variação de energia mecânica é:
Passo 3
(c) Vamos escrever uma equação para a energia total do sistema. A energia potencial gravitacional do bloco de vai se converter no seguinte: as energias cinéticas dos blocos e a energia térmica que inevitavelmente será dissipada.
E a velocidade dos dois blocos é a mesma:
Agora é só substituir os valores no caso em que o deslocamento do bloco pendurado é de :
Resposta
(a) .
(b) .
(c) .