Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 73
Uma caixa de encontra-se sobre uma rampa inclinada acima do plano horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a rampa é . Uma força horizontal constante é aplicada à caixa (Figura ), que desce a rampa. Se a caixa estava inicialmente em repouso, qual é sua velocidade depois que a força é aplicada?
Passo 1
Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente determinar a velocidade da caixa depois da força ser aplicada. Sabemos que a caixa tem massa e que se encontra em uma rampa inclinada de um ângulo . Além disso, o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a rampa é .
O primeiro passo sempre é desenhar as forças:
Como o bloco vai descer, a força de atrito aponta no sentido ascendente do plano inclinado! Eu já desenhei as forças e peso decompostas no plano inclinado de acordo com o ângulo . Então, vamos analisar essas forças usando a segunda lei de Newton para descobrir a aceleração e encontrar a velocidade desejada usando a equação horária da cinemática:
Vamos lá!
Passo 2
Na direção normal, temos que:
Já na direção do movimento:
Lembrando que , segue que
Passo 3
Vamos isolar a aceleração na equação:
Logo,
Agora é só substituir os valores:
Com isso, achamos
Passo 4
Como a aceleração é constante, podemos usar as equações do MUV para achar a velocidade:
Como a velocidade inicial é , segue que:
Logo,
Valeu, galera! Até a próxima! 😉