Uma corda é usada para puxar um bloco de 2,6 Kg com velocidade constante, por 7,20 m, em um piso horizontal. A força que a corda exerce sobre o bloco é 34,6 N, 25^circ abaixo da horizontal. Quais são (a) a força de reação normal N que o piso exerce sobre o bloco, (b) o trabalho realizado pela força da corda e pela força de atrito e © o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o piso. ( 0,7 ponto).

Passo 1

Vamos resolver um exercício de física onde temos um bloco de sendo puxado por uma corda com força constante de a um ângulo de abaixo da horizontal, movendo-se a velocidade constante por uma distância de em um piso horizontal. Vamos precisar dos conceitos de força normal, trabalho realizado pelas forças e coeficiente de atrito cinético para encontrar as respostas às partes (a), (b) e ©.

Passo 2

Parte (a): Encontrar a força de reação normal N = P + Fcorda cdot sin(theta) que o piso exerce sobre o bloco.
Primeiro, vamos entender o que é a força normal. A força normal é a força que uma superfície exerce sobre um objeto em contato com ela, perpendicularmente à superfície. No nosso caso, o piso exerce uma força normal sobre o bloco.
Para encontrar P = 2,6 , kg times 9,8 , m/s^2 = 25,48 , N , consideramos as forças verticais atuando no bloco. Como o bloco está se movendo a velocidade constante, a soma das forças na vertical deve ser zero (equilíbrio).
As forças verticais são:
  • O peso do bloco, Fcorda cdot sin(25^circ) = 34,6 , N times sin(25^circ) approx 34,6 times 0,4226 approx 14,61 , N , para baixo.
  • A componente vertical da força da corda, N = 25,48 , N + 14,61 , N = 40,09 , N , também para baixo.
  • A força normal , para cima.
Então, a equação fica:
Substituindo os valores:
Então:

Passo 3

Parte (b): Calcular o trabalho realizado pela força da corda e pela força de atrito.
O trabalho realizado por uma força é dado por:
W = F cdot d cdot cos(phi)
onde:
  • Wcorda = Fcorda cdot cos(25^circ) cdot d é a magnitude da força,
  • Wcorda = 34,6 , N times cos(25^circ) times 7,20 , m é a distância,
  • cos(25^circ) approx 0,9063 é o ângulo entre a força e a direção do movimento.
Trabalho da força da corda:
A força da corda tem uma componente horizontal que realiza trabalho no sentido do movimento.
Wcorda approx 34,6 times 0,9063 times 7,20 approx 34,6 times 6,52 approx 225,19 , J
f = mu cdot N
Watrito = -f cdot d
Trabalho da força de atrito:
A força de atrito se opõe ao movimento, então o ângulo e .
Primeiro, precisamos encontrar a força de atrito :
Mas como ainda não encontramos , vamos deixar a expressão do trabalho em termos de :

Passo 4

Parte ©: Encontrar o coeficiente de atrito cinético f = Fcorda cdot cos(25^circ) entre o bloco e o piso.
Como o bloco está se movendo a velocidade constante, a força de atrito f = 34,6 , N times 0,9063 approx 31,30 , N é igual à componente horizontal da força da corda.
mu = fN = 31,30 , N40,09 , N approx 0,78
Agora, usando , podemos encontrar :

Resposta

(a) A força de reação normal é aproximadamente .
(b) O trabalho realizado pela força da corda é aproximadamente e pela força de atrito é .
© O coeficiente de atrito cinético é aproximadamente .

Exercícios relacionados