Um bloco de massa 30 kg está sendo empurrado por uma força constante e a aceleração medida é
. A superfície tem coeficiente de atrito cinético, igual a 0,55 . Calcule o modulo da força F.
Passo 1
Vamos lá! Temos um bloco de 30 kg sendo empurrado com uma força constante, resultando em uma aceleração de
. A superfície onde o bloco está tem um coeficiente de atrito cinético de 0,55. Nosso objetivo é descobrir qual é a força
que está sendo aplicada para empurrar esse bloco. Para resolver isso, vamos usar as Leis de Newton e a fórmula do atrito.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar todas as forças que atuam no bloco. Temos:
- A força aplicada
na direção horizontal. - A força de atrito
que age na direção oposta ao movimento. - O peso do bloco
que puxa para baixo. - A força normal
que a superfície exerce para cima, equilibrando o peso.
Passo 3
Vamos calcular o peso do bloco. O peso é dado por:
onde
e
. Então:
Passo 4
Como o bloco não está se movendo na vertical, a força normal
é igual ao peso:
Passo 5
Agora, vamos calcular a força de atrito
. A fórmula do atrito cinético é:
onde
. Então:
Passo 6
Segundo a segunda Lei de Newton, a força resultante
é igual à massa multiplicada pela aceleração:
A força resultante na direção horizontal é a força aplicada
menos a força de atrito
:
Passo 7
Substituindo os valores que temos:
Agora, isolamos
:
Resposta
A força
aplicada para empurrar o bloco tem um módulo de aproximadamente
.