Na Fig. 5-21 as forças
e
são aplicadas a uma caixa que desliza com velocidade constante sobre uma superficie sem atrito. Diminuimos o ângulo
sem mudar o módulo de
. Para manter a caixa deslizando com velocidade constante devemos aumentar, diminuir ou manter inalterado o módulo de
?
FIG. 5-21 Pergunta 1.
FIG. 5-21 Pergunta 1.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema fala sobre uma caixa que está deslizando com velocidade constante em uma superfície sem atrito. Duas forças,
e
, estão agindo nela. A questão é: se a gente diminuir o ângulo
de
sem mudar o tamanho dessa força, o que a gente precisa fazer com
para continuar com a caixa se movendo na mesma velocidade? Vamos usar as Leis de Newton, principalmente a da inércia, para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que se um objeto está se movendo com velocidade constante, isso significa que a soma das forças que atuam sobre ele é igual a zero. Isso é a primeira Lei de Newton, também conhecida como Lei da Inércia.
Passo 3
Agora, vamos decompor as forças
e
em suas componentes horizontal e vertical. Como a superfície é sem atrito, só precisamos nos preocupar com as forças horizontais para manter o movimento constante.
Passo 4
A força
tem um ângulo
. Quando a gente diminui
, isso afeta a componente horizontal e a componente vertical dessa força. A componente horizontal de
é
e a componente vertical é
.
Passo 5
Como a velocidade está constante, a soma das componentes horizontais das forças deve ser zero:
Isso implica que:
Passo 6
Agora, se diminuirmos
, o valor de
aumenta, porque o cosseno de um ângulo menor é maior. Então,
vai aumentar.
Passo 7
Para manter a igualdade
, se a parte da esquerda aumenta, a parte da direita (
) também precisa aumentar.
Resposta
Para manter a caixa deslizando com velocidade constante, devemos aumentar o módulo de
.
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No Campeonato Mundial de Voleibol Feminino de 2018, Thaísa Menezes, com uma altura de
, era a jogadora mais alta da Seleção Brasileira. Ao receber um levantamento perfeito de Dani Lins, Thaísa corta a bola de
quando a bola esta a
do chão e com uma velocidade (escalar) de
. Ela faz
de trabalho no processo. Desprezando a resistência do ar:
© Encontre a energia mecânica da bola antes da cortada.
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No Campeonato Mundial de Voleibol Feminino de 2018, Thaísa Menezes, com uma altura de
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quando a bola esta a
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(b) Calcule a energia cinética da bola antes da cortada.
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quando a bola esta a
do chão e com uma velocidade (escalar) de
. Ela faz
de trabalho no processo. Desprezando a resistência do ar:
(e) Encontre a velocidade escalar da bola ao atingir o chão.
(e) Encontre a velocidade escalar da bola ao atingir o chão.
No instante
, uma força
constante começa a atuar sobre uma pedra que se move no espaço sideral no sentido positivo do cixo
. (a) Para
, quais são as possíveis funções
para a posição da pedra: (1)
, (2)
, (3)
? (b) Para que função
tem o sentido contrário ao do movimento inicial da pedra?