Enunciado
Física - Cutnell e Johnson - Física- Ed: 9º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 90
Uma garota está descendo de trenó uma ladeira inclinada a 30,0 com respeito para a horizontal. O vento está ajudando o movimento, proporcionando uma força de 105 N que é paralela ao movimento do trenó. O combinado da massa da menina e do trenó é de 65,0 kg, e o coeficiente de atrito cinético entre a neve e os patins do trenó é de 0,150. Quanto tempo é necessário tempo para que o trenó desça uma encosta de 175 m, a partir de repouso?
Passo 1
Oiii tudo bem?
Vamos lá para mais uma questão?!
Passo 2
O tempo necessário para que o trenó sofra um deslocamento descendo a encosta, começando com uma velocidade inicial , pode ser obtida com o auxílio da equação da cinemática, que é
Para usar esta equação, no entanto, precisamos um valor para a aceleração . Podemos obter esse valor usando a segunda lei de Newton.
Passo 3
Resolvendo a equação da cinemática para , e sabendo que , temos que
Passo 4
Usando a segunda lei de Newton para achar a aceleração , tomamos o eixo com direção positiva para a direita. E temos que
Onde, a força do vento é , o componente do peso da pessoa com () é , e a força de atrito cinético é .
Passo 5
Para a direção temos que
Onde usamos o fato de a aceleração ser zero na direção . Resolvendo para a força normal
Passo 6
Substituindo a relação para a força na equação para a aplicação da segunda lei de Newton na direção , temos que
Então, o valor da aceleração que precisamos é
Passo 7
Retornando na primeira equação, para o tempo requerido, podemos achar que