Um disco de hóquei, de massa 200 g, desliza sobre uma pista horizontal, inicialmente com velocidade de
, e pára após percorrer 20 m. O módulo da força de atrito, suposta constante, em newtons, é de:
Passo 1
Vamos resumir o que o exercício pede: temos um disco de hóquei com massa de 200 g que está deslizando em uma pista horizontal com uma velocidade inicial de 10 m/s. Esse disco para após percorrer 20 metros. Precisamos descobrir o módulo da força de atrito que age sobre ele.
Nesse problema, vamos trabalhar com os conceitos de cinemática e força de atrito. Vamos precisar das fórmulas que relacionam a velocidade, aceleração, distância e força.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa de gramas para quilogramas, já que as unidades padrão no Sistema Internacional usam kg. Sabemos que 200 g = 0,2 kg.
Passo 3
Sabemos que o disco parte com uma velocidade inicial $ v_0 = 10 \mathrm{~m/s} $ e para, ou seja, a velocidade final $ v = 0 \mathrm{~m/s} $. A distância percorrida até parar é $ s = 20 \mathrm{~m} $.
Passo 4
Vamos usar a equação de movimento que relaciona a velocidade inicial, velocidade final, aceleração e distância:
Aqui, $ a $ é a aceleração (que será negativa, pois o objeto está desacelerando por causa da força de atrito).
Passo 5
Substituindo os valores conhecidos na equação:
Simplificando:
Passo 6
Resolvendo para $ a $:
Passo 7
Agora, vamos usar a segunda lei de Newton, que relaciona força, massa e aceleração:
Aqui, a força é a força de atrito, que está causando a desaceleração.
Passo 8
Substituindo os valores:
O sinal negativo indica que a força está na direção oposta ao movimento, mas como queremos o módulo da força, desconsideramos o sinal.
Resposta
O módulo da força de atrito é de 0,5 N.