Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 5.1 - Ex. 37
O coeficiente de atrito estático entre os pneus de um automóvel e uma pista horizontal vale 0,60. Desprezando a resistência do ar e o atrito de rolamento, (a) qual é a magnitude da aceleração máxima do automóvel quando ele é freado? (b) Qual é a menor distância que o automóvel percorre até parar se está inicialmente viajando a 30 m/s?
Passo 1
Letra (a)
A questão pede a magnitude da máxima aceleração, mas cuidado: se o carro freia, na verdade ele desacelera. Não é que a questão tenha dito errado, toda desaceleração é também uma aceleração (do ponto de vista matemático) só que ela vem no sentido contrário ao que nosso carro está indo. Ok? Então vamos lá:.
Para ter a máxima aceleração, precisamos que a força de atrito seja a máxima possível, o que lembra? Força de atrito estático máximo. Pela segunda lei de Newton:
Passo 2
Pela figura, a gente sabe que a normal é igual ao peso em valor. Então a equação aqui em cima fica assim:
Corta o m:
Vamos substituir os valores:
A máxima aceleração é . O sinal negativo é pra dizer que está no sentido oposto ao do eixo x.
Passo 3
Letra (b)
Como a gente tem uma situação com aceleração constante, a gente pode usar duas fórmulas: Torricelli ou sorvetão. Como não temos o intervalo de tempo, vamos de Torricelli:
O carro vai parar quando percorrido a distância total, então :
Agora a gente isola o :
Vamos substituir valores:
Resposta
Letra (a):
Letra (b):