Um corpo é preso a uma mola fixa ideal e oscila sobre um trilho de ar horizontal, sem atrito. Uma moeda está em cima do corpo e oscila com ele. Em que pontos do movimento a força de atrito sobre a moeda é maior? Em que ponto é menor? Justifique suas respostas.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão tá pedindo. Temos um corpo preso a uma mola ideal que oscila num trilho sem atrito. Tem uma moeda em cima desse corpo que também oscila junto. A pergunta é: em quais pontos do movimento a força de atrito sobre a moeda é maior e em quais é menor? Pra resolver isso, vamos usar conceitos de oscilações e força de atrito.
Passo 2
Primeiro, vamos entender como o corpo está se movendo. Como a mola é ideal e não tem atrito no trilho, o corpo faz um movimento oscilatório harmônico, ou seja, vai e vem de um lado para o outro com movimentos periódicos.
Passo 3
A moeda em cima do corpo também está se movimentando junto com ele. A força de atrito entre a moeda e o corpo é responsável por manter a moeda seguindo o movimento do corpo sem deslizar.
Passo 4
A força de atrito está relacionada à aceleração do corpo. Quando a aceleração é maior, a força de atrito precisa ser maior para acompanhar essa mudança e manter a moeda parada em relação ao corpo.
Passo 5
Nos pontos mais extremos da oscilação, onde o corpo muda de direção, a aceleração é máxima. Isso porque nesse ponto o corpo para e começa a voltar, mudando a direção da velocidade. Como a aceleração é maior, a força de atrito também precisa ser maior para manter a moeda em posição.
Passo 6
Já no ponto de equilíbrio, onde o corpo passa por sua posição central, a aceleração é mínima (na verdade, a velocidade é máxima nesse ponto, mas a aceleração muda de direção). Nesse caso, a força de atrito necessária para manter a moeda em posição é menor.
Resposta
A força de atrito sobre a moeda é maior nos pontos extremos do movimento, onde o corpo muda de direção, e menor no ponto de equilíbrio, onde a aceleração é mínima.