As duas questões seguintes se referem à situação descrita abaixo.
Considere a situaçăo mostrada na figura abaixo. Um bloco de massa M é puxado para a esquerda com uma força F=70 Ne se move com velocidade constante. Não há atrito entre os blocos de massa M e de massa m, mas há atrito entre o bloco de massa M e o chão. O bloco de massa m năo se move, pois está ligado por uma corda à parede. Use m=11 kg e M=17 kg.
11) Qual é o coeficiente de atrito cinético entre o bloco de massa M e o chão?
(a) 0,026
(b) 0,41 )
© 0,25
(d) 0,64
(e) 0,039

Passo 1

Então, vamos lá! A gente tem um exercício de física sobre forças e atrito. Basicamente, tem um bloco de massa sendo puxado com uma força e ele se move na velocidade constante. Não tem atrito entre os blocos e , mas tem atrito entre e o chão. O bloco está preso na parede por uma corda e não se move. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o chão.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que quando um objeto se move com velocidade constante, a força resultante nele é zero. Isso significa que a força que está puxando o bloco pra esquerda ( ) está equilibrando todas as outras forças que atuam na direção oposta.

Passo 3

Agora, vamos identificar todas as forças que estão atuando no bloco F = f + T :
  1. Força de puxão ( ): 70 N para a esquerda.
  2. Força de atrito ( ): Ela atua para a direita, contra o movimento.
  3. Força de tensão na corda ( ): Como o bloco está preso e não se move, essa força também age para a direita, ajudando a equilibrar o sistema.
Então, temos:

Passo 4

Sabemos que a força de atrito ( f = mu cdot N ) é dada por:
N = M cdot g
onde N = 17,kg times 9,8,m/s² = 166,6,N é o coeficiente de atrito cinético que queremos encontrar, e é a força normal.
Como o bloco está em uma superfície horizontal e não tem aceleração vertical, a força normal ( ) é igual ao peso do bloco :
onde ² é a aceleração da gravidade.
Calculando :
²

Passo 5

Agora, vamos descobrir a força de tensão ( T = m cdot g ) na corda. Já que o bloco T = 11,kg times 9,8,m/s² = 107,8,N está parado e não se move, a única força agindo nele é a tensão da corda, que deve equilibrar o peso do bloco :
Calculando :
²

Passo 6

Voltando à equação inicial:
F = f + T
Substituindo os valores que já descobrimos:
70,N = mu cdot 166,6,N + 107,8,N
Vamos isolar 70,N - 107,8,N = mu cdot 166,6,N :
Primeiro, subtraia -37,8,N = mu cdot 166,6,N de ambos os lados:
37,8,N = mu cdot 166,6,N
Note que o resultado negativo indica que nossa direção inicial assumida para as forças estava invertida, mas como estamos interessados apenas no valor absoluto do coeficiente de atrito, vamos considerar:

Passo 7

Agora, resolvemos para mu = 37,8,N166,6,N :
mu approx 0,227

Resposta

O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o chão é aproximadamente 0,23. Olhando as opções fornecidas, a mais próxima é a letra © 0,25.

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