Um homem puxa um objeto de 40 kg ao longo de uma calçada plana e totalmente horizontal e aplica sobre ela uma força de 80 N. Sabendo que o objeto move-se com velocidade constante, determine o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o solo. Dados: Adote a aceleração da gravidade como 10 m/s².
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um homem puxando um objeto de 40 kg numa calçada plana e horizontal com uma força de 80 N. O objeto está se movendo com velocidade constante. Vamos precisar usar conceitos de Força de Atrito Cinético e Segunda Lei de Newton. Vamos descobrir qual é o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o chão.
Passo 2
Primeiro, como o objeto está se movendo com velocidade constante, isso significa que a força resultante sobre ele é zero. Ou seja, a força que ele está aplicando (80 N) está equilibrando exatamente a força de atrito que está agindo contra o movimento.
Passo 3
A força de atrito cinético ($ f_k $) pode ser calculada usando a fórmula:
Onde:
- $ \mu_k $ é o coeficiente de atrito cinético que queremos encontrar.
- $ N $ é a força normal.
Passo 4
Como a calçada é completamente horizontal, a força normal ($ N $) é igual ao peso do objeto. O peso é calculado por:
Onde:
- $ m = 40 , kg $ (massa do objeto)
- $ g = 10 , m/s² $ (aceleração da gravidade)
Calculando:
Passo 5
Sabemos que a força aplicada pelo homem é igual à força de atrito, então:
Passo 6
Agora, isolamos o $ \mu_k $ na equação:
Passo 7
Fazendo a divisão:
Resposta
O coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o solo é 0,2.