O homem empurra uma caixa de
com uma força de
. Determine a potência fornecida pelo homem quando
. O coeficiente de atrito cinético entre o solo e a caixa é
. Inicialmente, a caixa está em repouso.
Passo 1
Vamos começar entendendo o que o exercício está nos pedindo. Temos um homem que está empurrando uma caixa de
com uma força de
. A caixa está inicialmente parada, e o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o chão é
. Queremos descobrir qual é a potência que o homem está fornecendo após
.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de dinâmica, como a segunda lei de Newton para encontrar a aceleração da caixa, e depois calcular a velocidade após os 4 segundos. Finalmente, usaremos a definição de potência para encontrar a resposta final.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a força de atrito que está agindo contra o movimento da caixa. A força de atrito cinético
é dada pela fórmula:
Onde:
- é o coeficiente de atrito cinético,
- é a massa da caixa,
- é a aceleração devido à gravidade.
-
-
-
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, vamos determinar a força resultante que está acelerando a caixa. A força resultante
é a diferença entre a força aplicada pelo homem
e a força de atrito
:
Passo 4
Com a força resultante conhecida, podemos usar a segunda lei de Newton para encontrar a aceleração
da caixa:
Passo 5
Agora que temos a aceleração, vamos calcular a velocidade
da caixa após
usando a fórmula da velocidade:
Passo 6
Finalmente, para encontrar a potência
fornecida pelo homem, usamos a definição de potência como o produto da força aplicada e a velocidade:
Resposta
A potência fornecida pelo homem após 4 segundos é de
.
Exercícios relacionados
・・ CALC Lei
de Debye. Em temperaturas muito baixas, o calor específico molar do sal de rocha varia com a temperatura de acordo com a lei
de Debye:
onde
. (a) Qual é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de
de sal de rocha de
até
? (Dica: use a Equação 17.18 na forma
e integre.) (b) Qual é o calor específico molar médio nessa faixa? © Qual é o calor específico molar verdadeiro a
?
Quais forças a seguir são conservativas? No caso de serem conservativas, determine a energia potencial
.
a-
b-
a-
b-
Os três elementos da estrutura têm peso por unidade de comprimento de
pé cada um. Localize a posição
,
do centro de gravidade da estrutura. Despreze as dimensões dos pinos nas juntas e a espessura dos elementos. Calcule também as reações no apoio fixo
.
Um pássaro de
está voando horizontalmente a
, quando inadvertidamente colide com uma barra vertical fixa, atingindo-a
abaixo do topo (Figura 10.63). A barra homogênea com
de comprimento e massa de
está presa por uma dobradiça na sua base. A colisão atordoa o pássaro, que cai ao chão em seguida. Qual é a velocidade angular da barra a) logo após ser atingida pelo pássaro