Um engradado de 667 N está sendo arrastado ao longo de um assoalho com velocidade constante, por uma corda que é puxada fazendo um ângulo de
com a horizontal. b) Se o
qual a aceleração inicial do engradado?
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Passo 1
Vamos entender o que a questão está nos pedindo. Temos um engradado com peso de 667 N que está sendo arrastado sobre um assoalho. A corda que puxa o engradado forma um ângulo de
com a horizontal. O problema nos pergunta qual é a aceleração inicial do engradado quando o coeficiente de atrito cinético (
) é 0,35.
Conteúdo da matéria: Este exercício envolve conceitos de forças, componentes de forças, atrito e a Segunda Lei de Newton.
O que vamos precisar para resolver:
- Decompor a força da corda nas direções horizontal e vertical.
- Calcular a força de atrito.
- Aplicar a Segunda Lei de Newton para encontrar a aceleração.
Passo 2
Primeiro, vamos decompor a força que está sendo aplicada pela corda nas direções horizontal e vertical. Suponhamos que a força na corda seja
.
Como a corda faz um ângulo de
com a horizontal:
- A componente horizontal da força é
. - A componente vertical da força é
.
Passo 3
A força vertical está agindo para cima, reduzindo a força normal (
) que o engradado exerce sobre o assoalho. A força normal é importante porque a força de atrito (
) depende dela.
A força normal é dada por:
onde
é o peso do engradado, que é 667 N.
Passo 4
Agora, vamos calcular a força de atrito usando o coeficiente de atrito cinético (
):
Passo 5
A aceleração pode ser encontrada aplicando a Segunda Lei de Newton, que diz que a força resultante é igual à massa vezes a aceleração (
).
Primeiro, precisamos encontrar a massa (
) do engradado. Sabemos que
, onde
é a aceleração da gravidade (aproximadamente
).
Passo 6
A força resultante na direção horizontal é a componente horizontal da força da corda menos a força de atrito:
Substituindo
:
Passo 7
Como queremos encontrar a aceleração, rearranjamos a segunda lei de Newton:
Passo 8
Substituindo os valores conhecidos:
No entanto, para calcular a aceleração inicial, precisamos saber o valor da força
. Se a velocidade é constante, a aceleração é zero, o que implicaria que a força horizontal iguala a força de atrito. Mas como queremos a aceleração inicial, assumimos que inicialmente não há movimento, então a força da corda inicia o movimento superando o atrito estático. Mas como a pergunta especifica atrito cinético, consideramos que
já está puxando.
Vamos simplificar assumindo que a força total na hora de iniciar o movimento já está superando o atrito cinético. Se não temos o valor de
, não podemos calcular numericamente, mas podemos expressar a aceleração em termos de
.
Resposta
A aceleração inicial do engradado é dada por:
Para obter um valor numérico específico, é necessário conhecer o valor da força
aplicada na corda.
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Um engradado de 667 N está sendo arrastado ao longo de um assoalho com velocidade constante, por uma corda que é puxada fazendo um ângulo de
com a horizontal. a) Supondo que o
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Se Mbarra
( barra sem massa ) e o ângulo
qual deve ser o valor de
para que o sistema esteja em equilíbrio?
Com o propósito de igualar a força exercida sobre os suportes, a barra é deslocada sobre os suportes, ficando o suporte da esquerda a uma distância
do objeto de massa 24 Kg. Qual a distância
?
Uma partícula está submetida a uma força
.
Determine o trabalho realizado pela força quando a partícula é deslocada do ponto ao ponto
ao longo de cada um dos seguintes caminhos:
© (Valor: 0,5 ) ao longo de uma reta que passa por ambos os pontos (de (0,0) até );
Determine o trabalho realizado pela força quando a partícula é deslocada do ponto
© (Valor: 0,5 ) ao longo de uma reta que passa por ambos os pontos (de (0,0) até