Um disco de hóquei de
desliza
no gelo antes de parar. (a) Se a sua velocidade inicial era de
, qual a força de atrito entre o disco e o gelo? (b) Qual o coeficiente de atrito cinético?
Resp.: (a)
; (b) 0,12 .
Resp.: (a)
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um disco de hóquei que pesa 110 gramas e deslizou 15 metros no gelo antes de parar. A gente vai trabalhar com conceitos de cinemática e dinâmica, especificamente com força de atrito e coeficiente de atrito cinético. Para resolver, vamos precisar usar as leis de movimento de Newton e algumas fórmulas de movimento uniformemente acelerado.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa do disco para quilogramas, já que nas fórmulas usamos o SI. Sabemos que 1 kg = 1000 g, então:
Passo 3
O disco tem velocidade inicial de 6,0 m/s e para depois de 15 metros. Vamos achar a aceleração (que, nesse caso, é a desaceleração causada pelo atrito). Usamos a fórmula do movimento uniformemente acelerado sem tempo:
Como o disco para,
. Então:
Passo 4
Resolvendo para
:
O sinal negativo indica que a aceleração é no sentido oposto ao movimento, ou seja, uma desaceleração.
Passo 5
Agora, vamos encontrar a força de atrito. Usamos a segunda lei de Newton:
Substituindo os valores:
O sinal negativo indica que a força de atrito está na direção oposta ao movimento.
Passo 6
Para o coeficiente de atrito cinético (
), usamos a relação:
Onde
é a força normal. Como o disco está deslizando em uma superfície horizontal,
, com
.
Calculando
:
Agora, isolando
:
Resposta
(a) A força de atrito entre o disco e o gelo é de aproximadamente
; (b) O coeficiente de atrito cinético é aproximadamente
.