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
.
Exercícios relacionados
Use a definição de limite para calcular
.
Uma bola uniforme de raio
rola sem deslizar entre dois trilhos de tal modo que a distância horizontal entre os dois pontos de contato entre a bola c os trilhos seja igual a
, a) Faca um desenho e mostre que em qualquer instante
. Discuta essa expressão nos limites
. b) Para uma bola uniforme partindo do repouso e descendo uma distância vertical I enquanto rola sem deslizar para baixo de uma rampa, temos,
. Trocando a rampa pelos dois trilhos, mostre que
Em cada um desses casos, o trabalho realizado pelo atrito foi desprezado. c) Qual das duas velocidades indicadas na parte (b) ê a menor? Por quê? Raciocine em termos de como a energia potencial é dividida entre o ganho da energia cinética da translação e da energia cinnética da rotação. d) Para qual valor da razão
as expressōes das duas velocidades da parte (b) diferem de 5,0 &? E quando diferem de
?
Um elevador pesando
está sendo puxado para cima com uma aceleração constante de
. (a) Calcule a tensão sobre o cabo. (b) Qual é a tensão no cabo quando o elevador está sendo desacelerado a uma taxa de
, mas ainda se move para cima?
Resp.: (a) ; (b) 159 N.
Resp.: (a)
Um bloco preso a uma mola é posto em oscilação com amplitude inicial de
. Após
a amplitude decaiu para 50
. Qual é o valor de
para este movimento?
A) 6,52
B) 2,80
C) 7,28
D) 3,88
E) 2,70
F) 7,14
G) 6,39
H) 6,70
I) 5,44
J) 6,99
A) 6,52
B) 2,80
C) 7,28
D) 3,88
E) 2,70
F) 7,14
G) 6,39
H) 6,70
I) 5,44
J) 6,99