Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Dinâmica Volume 2 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 3.4 - Ex. 19
O coeficiente de atrito estático entre a superfície plana da carroceria do caminhão e o caixote que este carrega é . Determine a distância mínima de parada que o caminhão pode ter a partir de uma velocidade de com desaceleração constante se o caixote não deve deslizar para frente.
Passo 1
Pessoal, pra encontrar a distância mínima que o caminhão percorre até parar, a gente precisa na verdade calcular qual a (des)aceleração máxima que ele pode desenvolver sem que o caixote deslize.
Vamos supor que o módulo dessa aceleração seja . Para que o caixote não deslize, ele deve se mover junto ao caminhão, ou seja, ele também deve possuir aceleração para trás. Mas que força causa essa aceleração?
Aí é que o atrito entra na história! O contato entre o caixote e o caminhão, por causa da tendência de movimento, dá origem a uma força de atrito estático . É essa força, dirigida para trás, que faz com que o caixote desacelere junto com o caminhão.
Porém, essa força tem um módulo máximo, dado por:
Aplicando a Segunda Lei de Newton:
Então é o módulo da aceleração máxima do caminhão.
Passo 2
Para calcular , usamos a seguinte equação do movimento uniformemente acelerado:
Aqui temos e , pois o caminhão está freando. E quando , teremos :