Uma força horizontal constante é aplicada num corpo de massa 3kg que se encontra sobre uma mesa cuja superfície é formada por duas regiões: com e sem atrito. Considere que o corpo realiza um movimento retilíneo e uniforme na região com atrito cujo coeficiente de atrito dinâmico é igual a 0,2 e se dirige para a região sem atrito. A aceleração adquirida pelo corpo ao entrar na região sem atrito é igual a (considere g=10m/s²
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um corpo de 3 kg que está sendo puxado por uma força horizontal em uma mesa com duas áreas: uma com atrito e outra sem atrito. Na primeira parte, o corpo está se movendo a uma velocidade constante na região com atrito, onde o coeficiente de atrito dinâmico é 0,2. A gente precisa descobrir qual será a aceleração do corpo quando ele passar para a região sem atrito. Para resolver isso, vamos usar conceitos de dinâmica, como forças, atrito e Newton.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a situação na região com atrito. Como o corpo está se movendo a velocidade constante, isso significa que a força resultante sobre ele é zero. Ou seja, a força que está puxando o corpo para a frente está equilibrando exatamente a força de atrito que age para trás.
Passo 3
A força de atrito ($ f $) pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
- $ \mu $ é o coeficiente de atrito dinâmico (0,2)
- $ N $ é a força normal. Como o movimento é horizontal e sem outras forças verticais, $ N = m \cdot g $
Passo 4
Vamos calcular a força normal:
Passo 5
Agora, calculamos a força de atrito:
Passo 6
Como o corpo está se movendo a velocidade constante na região com atrito, a força aplicada ($ F $) deve ser igual à força de atrito para manter o equilíbrio:
Passo 7
Agora, vamos para a região sem atrito. Nessa área, a única força horizontal agindo no corpo é a força aplicada de 6 N, já que não há atrito para resistir ao movimento.
Passo 8
Para encontrar a aceleração ($ a $) do corpo na região sem atrito, usamos a segunda lei de Newton:
Rearranjando para $ a $:
Passo 9
Substituindo os valores:
Resposta
A aceleração adquirida pelo corpo ao entrar na região sem atrito é igual a $ 2,m/s² $.