Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 6.Problemas Adicionais - Ex. 82
Um esqui adere à nece quando é simplesmente deixado sobre ela. Quando o esqui se desloca sobre a neve, porém, o atrito o aquece e derrete parcialmente a nece, reduzindo o coeficiente de atrito cinético e facilitando o deslizamento. Encerar o esqui torna-o repelente à água e reduz ainda mais o atrito com a camada de água. Uma loja anuncia que um novo tipo de esqui de plástico é especialmente repelente à água e que, em um declive moderado de nos Alpes, um esquiador reduziu o tempo de descida de com esquis convencionais para com os novos esquis. Determine o módulo da aceleração média do esquiador (a) com os esquis convencionais e (b) com os novos esquis. Supondo uma inclinação de , calcule o coeficiente de atrito cinético (c) para os esquis convencionais e (d) para os novos esquis.
Passo 1
(a) Com os esquis convencionais, vimos que o esquiador percorre uma distância de em .
Considerando que ele parte do repouso, vamos calcular a acelaração média desse trajeto usando essa fórmula aqui:
Passo 2
(b) E com os novos esquis temos exatamente a mesma equação, mas agora o tempo total do trajeto é de :
Passo 3
Quais são as forças que agem na direção do movimento do esquiador.
Puxando o esquiador ladeira abaixo, temos a componente do peso:
E puxando o esquiador ladeira acima, temos a força de atrito estático:
Como estamos em um plano inclinado, a força normal é igual à outra componente () do peso:
Vamos substituir isso tudo na segunda lei de Newton:
E como queremos calcular o coeficiente de atrito, vamos isolá-lo nessa equação:
Passo 4
(c) No primeiro caso, temos a aceleração e inclinação :
Passo 5
(d) No segundo caso, a aceleração muda para :
Resposta
(a)
(b) .
(c) .
(d) .