Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 5.1 - Ex. 85
Uma moeda de está apoiada em uma mesa horizontal que roda. A mesa faz exatamente revolução a cada segundo. A moeda está localizada a do eixo de rotação da mesa. (a) Qual é a força de atrito agindo sobre a moeda? (b) Se a moeda desliza para fora da mesa quando está localizada a mais de do eixo de rotação, qual é o coeficiente de atrito estático entre a moeda e a mesa?
Passo 1
(a) O movimento circular da moeda e completamente horizontal certo? Então alguma força horizontal tem que cumprir o papel de resultante centrípeta:
Nesse caso, a única opção é a força de atrito, então:
O raio do movimento já foi dado no enunciado, é , a podemos calcular a velocidade a partir do período de :
Substituindo na equação acima:
Passo 2
(b) O que quer dizer o fato de que a moeda desliza para fora da mesa?
Quer dizer que a força de atrito não é suficiente para cumprir o papel de resultante centrípeta, e o atrito máximo acontece com :
Como a moeda está em equilíbrio na vertical, podemos afirmar que :
Substituindo com a fórmula para a velocidade em um movimento circular:
E agora é só isolar e substituir os valores:
Resposta
(a) .
(b) .