Uma rocha de
está deslizando sobre uma superfície horizontal áspera a
e eventualmente pará em função do atrito. O coeficiente de atrito cinético entre a rocha e a superfície é 0,200 . Que potência média é produzida pelo atrito até que a rocha pare?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre uma rocha que está deslizando e para por causa do atrito. Aqui, a matéria envolvida é a dinâmica, especificamente o estudo das forças e como elas afetam o movimento. Vamos precisar usar conceitos de força de atrito, trabalho e potência.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as informações que temos:
- Massa da rocha,
- Velocidade inicial,
- Coeficiente de atrito cinético,
Passo 3
Vamos calcular a força de atrito que está agindo sobre a rocha. A força de atrito cinético é dada por:
Onde
é a aceleração da gravidade (
).
Passo 4
Substituindo os valores:
Passo 5
Agora, vamos encontrar o trabalho realizado pela força de atrito até a rocha parar. Esse trabalho é igual à energia cinética inicial da rocha:
Substituindo os valores:
Passo 6
Para encontrar o tempo que a rocha leva para parar, usamos a equação da aceleração causada pelo atrito:
Como a rocha está desacelerando, a aceleração é negativa:
Passo 7
Finalmente, vamos calcular a potência média produzida pelo atrito:
Resposta
A potência média produzida pelo atrito é aproximadamente
.