O bloco A é empurrado através de uma superfície horizontal com velocidade constante por uma mão que exerce força . A superfície tem atrito. Repita a parte a e a parte b para o caso em que o bloco esteja acelerando.

Passo 1

Então, vamos lá! O enunciado fala sobre um bloco que está sendo empurrado sobre uma superfície horizontal. Inicialmente, a velocidade é constante, e uma força está sendo aplicada para isso, considerando que há atrito na superfície. Agora, a gente precisa analisar o que acontece quando o bloco está acelerando. Para resolver isso, vamos usar os conceitos de Dinâmica da Física, especificamente as Leis de Newton e a força de atrito. Vamos precisar entender como as forças interagem quando há aceleração.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da Segunda Lei de Newton, que diz que a força resultante sobre um objeto é igual à massa dele multiplicada pela aceleração:
Quando o bloco está se movendo com velocidade constante, a aceleração é zero. Isso significa que a força que você aplica está equilibrando exatamente a força de atrito . Mas agora, queremos ver quando o bloco está acelerando, ou seja, .

Passo 3

Vamos identificar as forças atuando no bloco:
  1. Força aplicada : é a força que está empurrando o bloco.
  2. Força de atrito : é a resistência da superfície ao movimento do bloco.
  3. Peso : força devido à gravidade, .
  4. Força normal : força perpendicular à superfície, que nesse caso é igual ao peso porque a superfície é horizontal.

Passo 4

A força de atrito pode ser calculada usando a fórmula:
Onde é o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície. Como a superfície é horizontal e não há força vertical além do peso e da normal, temos:
Então,

Passo 5

Agora, aplicando a Segunda Lei de Newton na direção horizontal, temos:
Substituindo pela expressão encontrada:

Passo 6

Vamos rearranjar a equação para encontrar a aceleração :
Simplificando:

Passo 7

Então, a aceleração do bloco quando ele está sendo empurrado com uma força e há atrito na superfície é dada por:

Resposta

A aceleração do bloco é:

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Uma partícula está sujeita a uma força que lhe confere um potencial , onde e . (A) Determine a força .
Um bloco de massa igual a , movendo-se inicialmente à velocidade é freado por uma mola cuja constante elástica vale . Calcule (A) a comprenssão máxima da mola;
Identifique e nomeie todas as forças que atuam no objeto em cada situação descrita abaixo: Um tijolo cai do telhado de um prédio de três andares.
Identifique e nomeie todas as forças que atuam no objeto em cada situação descrita abaixo: Os blocos A e B estão conectados por um fio que passa por uma polia. O bloco B está caindo e arrastando o bloco A sobre uma mesa sem atrito. Analise o bloco A.