Um corpo de
se encontra em um plano inclinado a
a horizontal. O corpo começa a se movimentar, a partir do repouso, de uma posição com altura igual a 10 m (medido na vertical) e se desloca por 5 m (medido ao longo do caminho), descendo pelo plano. O coeficiente de atrito cinético entre o plano e o corpo é igual a 0,2 . Encontre: b. A perda de energia mecânica devida ao atrito
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de física juntos! A questão pede para encontrarmos a perda de energia mecânica devido ao atrito quando um corpo desce por um plano inclinado. Para isso, vamos precisar entender sobre força de atrito e trabalho realizado por essa força.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a força de atrito que atua no corpo. A força de atrito (
) em um plano inclinado é dada pela fórmula:
onde:
-
é o coeficiente de atrito cinético (0,2), -
é a força normal ao plano inclinado.
Passo 3
A força normal (
) em um plano inclinado é calculada por:
onde:
-
é a massa do corpo (0,2 kg), -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente ), -
é o ângulo do plano inclinado (30°).
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula da força normal:
Sabendo que
:
Passo 5
Agora, calculamos a força de atrito usando o coeficiente dado:
Passo 6
A perda de energia mecânica devido ao atrito é o trabalho realizado pela força de atrito sobre a distância percorrida. O trabalho (
) é dado por:
onde:
-
é a distância percorrida (5 m).
Passo 7
Substituindo os valores na fórmula do trabalho:
Resposta
A perda de energia mecânica devida ao atrito é de 1,7 J.