Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 5.3 - Ex. 31
Uma caixa com massa de 10,0 kg se move em uma rampa inclinada em um ângulo de 55,0º acima da horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a superfície da rampa é μc 0,300. Calcule o módulo da aceleração da caixa se você a empurra com uma força constante F 120,0 N paralela à superfície da rampa e (a) orientada para a base da rampa, movendo-se para baixo; (b) orientada para o topo da rampa, movendo-se para cima
Passo 1
Uma caixa de 10,0 kg é empurrada em uma rampa, fazendo com que acelere. A segunda lei de Newton se aplica.
Escolha o eixo x ao longo da superfície da rampa e o eixo y perpendicular à superfície. A única aceleração da caixa está na direção x, então . As forças externas agindo na caixa são o impulso P ao longo da superfície da rampa, a fricção , a gravidade , e a força normal n.
A rampa sobe a 55,0° acima da horizontal, e . A força de atrito se opõe ao deslizamento, então é dirigido para cima na rampa na parte (a) e para baixo na rampa na parte (b).
Passo 2
Letra a:
Aplicando ,
Então força cinética é
Aplicando , temos:
Passo 3
Letra b:
Agora, P e está descendo a rampa, e como visto antes, .
Como
Empurrar a rampa para cima produz uma aceleração muito menor do que descer a rampa
porque a gravidade ajuda o empurrão para baixo, mas se opõe ao impulso para cima.