Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 8.7 - Ex. 45
Uma corda é usada para puxar um bloco de com velocidade constante, por, em um piso horizontal. A força que a corda exerce sobre o bloco é , acima da horizontal. Quais são (a) o trabalho realizado pela força da corda, (b) o aumento na energia térmica do sistema bloco-piso e (c) o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o piso?
Passo 1
a) O trabalho realizado sobre uma partícula por uma força constante é dado por:
Desta forma, aplicando esta equação, encontramos o trabalho realizado pela força da corda:
Passo 2
b) A figura abaixo ilustra as forças que agem sobre o bloco:
Sendo as forças que agem na horizontal apenas a componente horizontal da força exercida pela corda e a força de atrito contrária ao movimento do bloco , já que o bloco se movimento com aceleração , aplicando a equação de equilíbrio , teremos:
Desta forma,
O aumento de energia térmica é dado por:
Assim, teremos
Passo 3
c) Em relação as forças verticais, temos a componente vertical da força exercida pela corda , a força peso e a força de reação normal ao piso , desta forma, fazendo , teremos:
Assim,
Sabendo que , podemos obter o valor do coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o piso:
Resposta
a)
b)
c)