(b) Para uma força aplicada de módulo
, o bloco desce com uma aceleração de módulo 8,
. Calcule o coeficiente de atrito cinético
entre o bloco e a parede.
Passo 1
Vamos começar entendendo o que o enunciado está nos dizendo. Temos um bloco que está descendo uma parede com uma aceleração de 8 m/s². Uma força está sendo aplicada com módulo
. Nosso objetivo é encontrar o coeficiente de atrito cinético
entre o bloco e a parede.
Para resolver isso, vamos precisar usar as Leis de Newton, especificamente a segunda lei, que relaciona força, massa e aceleração. Também vamos considerar as forças de atrito que atuam no sistema.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar todas as forças que atuam no bloco:
- Peso (
): A força gravitacional que age para baixo, com módulo , onde é a massa do bloco e é a aceleração da gravidade. - Força Normal (
): A força exercida pela parede sobre o bloco, perpendicular à superfície. Como a força aplicada está na horizontal, . - Força de Atrito (
): A força que impede o movimento, atuando na direção oposta ao movimento. Como o bloco está descendo, o atrito atua para cima, e seu módulo é .
Passo 3
Vamos aplicar a segunda lei de Newton na direção vertical (y). A aceleração do bloco é para baixo, então:
As forças na direção vertical são o peso
para baixo e o atrito
para cima. Portanto:
Substituindo
e
:
Passo 4
Vamos simplificar a equação. Primeiro, podemos cancelar a massa
de ambos os lados:
Sabendo que
:
Calculando
:
Passo 5
Isolando
:
Resposta
O coeficiente de atrito cinético
entre o bloco e a parede é aproximadamente 0,46.