Um livro de Física de massa está em repouso sobre uma mesa. O coeficiente de atrito estático entre a mesa e o livro é de e o coeficiente cinético é . Uma pessoa, para mover o livro, aplica uma força com a mão (massa desprezível) na parte superior do livro, puxando-o em sua direção a um a velocidade constante, como mostra a figura. O coeficiente de atrito estático entre a mão e o livro é de .
(a) Faça um diagrama de corpo livre para a mão e o livro indicando as forças do problema. No caso da mão, indique claramente como deve ser a força aplicada para colocar o sistema em movimento.
(b) Caso a componente vertical aplicada no livro seja de , calcule a força Normal exercida pela mesa no livro e a força de atrito cinético entre estas duas superfícies.
(c) Calcule qual a força horizontal aplicada para que o livro se mova com velocidade constante na situação do item anterior.
(d) Encontre as componentes da força mínima que deve ser aplicada para manter o livro em movimento sem que a mão escorregue.
Passo 1
a) Diagrama de corpo livre para a mão:
Diagrama de corpo livre pro livro:
Passo 2
b) O equilíbrio no eixo vertical nos dá:
Logo:
Passo 3
c) Para que tenhamos velocidade constante:
Passo 4
d) Para que a mão não escorregue:
No entanto, para mantermos o livro em movimento:
Logo:
e
Para as componentes mínimas:
Então:
Resposta
b)
c)
d)