Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 6.Problemas Adicionais - Ex. 104
Um baú com de peso repousa sobre o piso. O coeficiente de atrito estático entre o baú e o piso é de e o coeficiente de atrito cinético é de . (a) Qual é o módulo da menor força horizontal com a qual uma pessoa deve empurrar o baú para colocá-lo em movimento? (b) Depois que o baú está em movimento, qual o módulo da força horizontal que uma pessoa deve aplicar para mantê-lo em movimento com velocidade constante? (c) Se a pessoa continuar a empurrá-lo com a força usada para iniciar o movimento, qual será o módulo da aceleração do baú?
Passo 1
Vamos lembrar do seguinte: quando um objeto está parado e você quer fazê-lo entrar em movimento, você precisa superar a força máxima de atrito estático.
Quando o objeto está em movimento e você quer mantê-lo em movimento, você precisa superar a força de atrito cinético.
Então, para colocar o baú em movimento, a força horizontal que uma pessoa precisa fazer é:
O coeficiente de atrito estático foi dado no enunciado, e a força normal é igual ao peso do baú:
E deixando com apenas dois algarismos significativos:
Passo 2
(b) Para manter o baú em movimento com velocidade constante, a pessoa precisa compensar exatamente a força de atrito cinético:
Então:
Passo 3
(c) Agora vamos imaginar o seguinte. A pessoa empurra o baú com os que calculamos para fazer o baú entrar em movimento.
Mas depois, ela continua empurrando com , ainda que o atrito agora só faça uma força de no sentido contrário. Então, pela segunda lei de Newton:
E para calcular a massa, vamos lembrar da fórmula para a força peso:
E então:
Resposta
(a) Deve fazer uma força horizontal de .
(b) Deve fazer uma força horizontal de .
(c) O baú terá aceleração de .