Um bloco de
é puxado com velocidade constante por uma distância de 4,06 m em um piso horizontal por uma corda que exerce uma força de 7,68N fazendo um ângulo de
acima da horizontal. Calcule:
(b) O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o piso. Resp.
(b) O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o piso. Resp.
Passo 1
Vamos resolver a parte (b) do exercício que pede para calcular o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o piso. Neste problema, trabalharemos com conceitos de Forças e Atrito da física. Para isso, vamos precisar entender como as forças atuam sobre o bloco e como elas se relacionam para determinar o coeficiente de atrito.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as forças que atuam no bloco. Temos duas forças principais:
- Força aplicada (F): A corda puxa o bloco com uma força de 7,68 N formando um ângulo de 15° acima da horizontal.
- Força de atrito (fₐ): Esta força se opõe ao movimento do bloco.
Como o bloco está se movendo com velocidade constante, isso significa que a força resultante sobre ele é zero. Ou seja, a força aplicada na direção horizontal é igual à força de atrito.
Passo 3
Vamos decompor a força aplicada em suas componentes horizontal e vertical:
- Componente horizontal (Fₓ): Responsável por puxar o bloco.
- Componente vertical (Fᵧ): Afeta a força normal.
As fórmulas para essas componentes são:
Onde:
- $ F = 7,68 , N $
- $ \theta = 15° $
Passo 4
Calculando as componentes:
Passo 5
Agora, vamos calcular a força normal (N), que é a força perpendicular ao piso. A força normal é igual ao peso do bloco menos a componente vertical da força aplicada:
Onde:
- $ m = 3,75 , kg $
- $ g = 9,81 , m/s² $
Passo 6
Calculando a força normal:
Passo 7
Sabemos que a força de atrito dinâmico $ f_a $ é dada por:
Como o bloco está se movendo com velocidade constante, a força aplicada horizontalmente $ F_x $ é igual à força de atrito:
Portanto:
Passo 8
Substituindo os valores:
Resposta
O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o piso é μ ≈ 0,213.