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Enunciado

Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 78

O fardo de feno do Problema 11.77 é arrastado ao longo de uma superfície horizontal com velocidade constante sob a ação de uma força (Figura 11.58). O coeficiente de atrito cinético é igual a 0,35.

a) Calcule o módulo da força .

b) Calcule o valor de h para o qual o fardo está na

iminência de tombar.

Passo 1

Aplicando ∑ τ = 0 e ∑ F x = 0 . Vamos analisar um negocio rapidinho. Qual a possibilidade do fardo tombar?? Bom, tendo o eixo de rotação na borda dianteira do fardo, onde entra em contato com a superfície horizontal. Quando o fardo começa a tombar, o único ponto de contato é esse ponto e o força normal não produz torque. Okay? Okay.

Vamos então calcular a força de atrito

f = μ k n = μ k m g

f = ( 0,35 ) ( 30   k g ) ( 9,8   m / s 2 )

f = 103   N

Passo 2

Para que ele fique na iminência de tombar, a alavanca do peso é reduzida a metade,

0,25 2 = 0,125   m

E, pela figura, a alavanca do braço h se relaciona a força, precisando ser reduzido junto ao peso, porém h tende a ser maior, logo,

F = m g h p e s o h b r a ç o

F = m g 0,125   m h b r a ç o

h b r a ç o = ( 0,125 ) m g F

Como μ k = F m g , então

h = ( 0,125 ) 1 μ k

h = ( 0,125 ) 1 0,35

h = 0,36   m

Resposta

a) f = 103   N

b) h = 0,36   m

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