Um dublê está sendo puxado em uma estrada mal pavimentada a uma velocidade constante
por um cabo ligado a um caminhão em movimento. O cabo é paralelo ao solo. A massa do dublê é de 109 kg, e o coeficiente de atrito cinético entre a estrada e ele é de 0,870. Encontre a tensão no cabo.
Passo 1
Opaaa, tudo bem?
Vamos lá resolver mais uma questão muito interessante para nosso entendimento completo do capítulo!
Passo 2
Uma vez que o movimento na direção horizontal ocorre a uma velocidade constante, não há aceleração horizontal. E, como não há movimento na direção vertical, também não há aceleração nessa direção.
Portanto, o dublê está em equilíbrio, e a segunda lei de Newton indica que a força resultante na direção horizontal é zero e que a força resultante na direção vertical também é zero.
Passo 3
Considere um diagrama de corpo livre para o dublê com o eixo x paralelo ao solo e o eixo verticalmente para cima. Assumimos que o dublê está se movendo na direção .
A segunda lei de Newton escrita para nenhum movimento ao longo do eixo y é
Onde, é a força normal o peso () é equivalente à
Passo 4
A segunda lei de Newton para um movimento em velocidade constante na direção é
Onde, é a tensão no cabo e é a força de atrito cinético.
Passo 5
Podemos então calcular a tensão na corda substituindo o valor para a força normal obtida: