Um caixote de massa igual a 6 kg está deslizando com uma velocidade constante igual a
quando de repente entra em um terreno irreggular gerando um atrito dinâmico igual a 10 N . Quanto tempo leva para o caixote parar?
[Resposta
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Passo 1
Vamos resolver um problema de dinâmica, que faz parte da física. Temos um caixote que está deslizando com uma velocidade constante e, de repente, entra em um terreno irregular que gera um atrito dinâmico. Precisamos descobrir quanto tempo leva para o caixote parar. Para isso, vamos precisar usar a segunda lei de Newton e as equações de movimento.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa ter uma velocidade constante antes do caixote entrar no terreno irregular. Quando a velocidade é constante, a força resultante que age sobre o objeto é zero, ou seja, não há aceleração.
Passo 3
Quando o caixote entra no terreno irregular, um atrito dinâmico de 10 N passa a atuar contra o movimento. O atrito é uma força que tenta desacelerar o objeto.
Passo 4
Para encontrar a aceleração causada pelo atrito, usamos a segunda lei de Newton, que é expressa pela fórmula:
Onde:
-
é a força (10 N) -
é a massa do caixote (6 kg) -
é a aceleração que queremos encontrar
Passo 5
Rearranjando a fórmula para encontrar
:
Essa aceleração é negativa porque está agindo contra o movimento.
Passo 6
Agora, vamos usar a equação de movimento para encontrar o tempo que leva para o caixote parar. A equação que relaciona velocidade, aceleração e tempo é:
Onde:
-
é a velocidade final (0 m/s, já que o caixote para) -
é a velocidade inicial (5 m/s) -
é a aceleração (-1,666 m/s²) -
é o tempo que queremos encontrar
Passo 7
Substituindo os valores na equação:
Resolvendo para
:
Resposta
O caixote leva aproximadamente 3,0 segundos para parar.