Se uma força
for aplicada no sentido indicado e o coeficiente de atrito cinético entre o bloco com massa de 8 kg for
, qual será a aceleração do sistema (indique sua direção e sentido)? (despreze o atrito e as massas da corda e da polia)
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo! Temos um bloco de 8 kg sobre uma superfície onde uma força de
está sendo aplicada. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície é
. Queremos descobrir qual é a aceleração desse sistema, ou seja, o quanto o bloco vai acelerar e em qual direção. Para resolver isso, vamos precisar usar as leis de Newton, especialmente a segunda lei, que relaciona força, massa e aceleração, além de considerar a força de atrito que está agindo contra o movimento.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar todas as forças que atuam no bloco. Temos:
- A força aplicada
na direção indicada. - A força de atrito
que resiste ao movimento. - O peso do bloco
, onde e . - A força normal
, que é a força que a superfície exerce para sustentar o bloco.
Passo 3
Vamos calcular primeiro a força normal
. Como o bloco está se movendo horizontalmente e não há aceleração na direção vertical, a força normal é igual ao peso do bloco:
Passo 4
Agora, vamos calcular a força de atrito cinético
, que depende do coeficiente de atrito
e da força normal
:
Passo 5
A força resultante que causa a aceleração é a força aplicada menos a força de atrito. Vamos chamar a força resultante de
:
Passo 6
Agora, usando a segunda lei de Newton, que diz que a força resultante é igual à massa vezes a aceleração (
), podemos encontrar a aceleração
:
Resposta
A aceleração do sistema é de aproximadamente
na direção da força aplicada.