Um cilindro, maciço e homogêneo, tem massa e raio . Ele é acelerado por uma força de tensão que é aplicada através de uma corda enrolada em torno de um tambor leve de raio , preso ao cilindro. O coeficiente de atrito estático é suficiente para que o cilindro role sem deslizar. (a) Determine a força de atrito. (b) Determine a aceleração do centro do cilindro. (c) Mostre que é possível escolher de forma que seja maior do que . (d) Qual é o sentido da força de atrito nas circunstâncias da parte (c)?
Passo 1
Repara que quando a tensão é horizontal, o cilindro rola para a frente, e a força de atrito vai estar na direção de .
- Vamos analisar a dinâmica da situação:
- Agora, na expressão da força de atrito vamos isolar a aceleração:
- Vamos usar a condição que ele deu no enunciado de que :
- Se
No eixo
Voltando na expressão da força de atrito:
Passo 2
Passo 3
Passo 4
Na mesma direção de .
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)