Exercícios Resolvidos de Atrito Cinético

Força de Atrito

Um bloco de massa m = 2,0   k g está apoiado sobre o lado esquerdo de um bloco de massa M = 8,0   k g . O coeficiente de atrito cinético entre os dois blocos é de 0,3 e a superfície sobre a qual o bloco de 8,0   k g está apoiado é sem atrito. Uma força horizontal constante de módulo F = 10,0   N é aplicada ao bloco de 2,0   k g , colocando-o em movimento como mostrado na figura abaixo. Se a distância L que a superfície frontal do bloco menor percorre sobre o bloco maior é de 3,0   m .

a) Desenhe todas as forças que atuam no sistema

b) Calcule a aceleração do bloco menor em relação ao solo

c) Calcule a aceleração do bloco maior em relação ao solo

d) Qual a distância x percorrida pelo bloco maior e quanto tempo o bloco menor levará até chegar ao lado direito do bloco maior?

Passo 1

(a)

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

(b)

A aceleração do bloco menor pode ser calculada usando a segunda lei de Newton, ou seja:

F → - F a t → = m a m →

a m → = F → - F a t → m

Lembrando que F a t = μ . n e que, nesse caso, n = m g

a m → = 10 - 0,3   .   2   .   10 2 = 2,0   i ^   m / s 2

Passo 3

(c)

Da mesma forma, aplicando a segunda lei de Newton, obtemos que:

F a t → = M a M →

a M → = F a t → M

a M → = 0,3   .   2   .   10 8 = 3 4   i ^   m / s 2

Passo 4

(d)

Vamos escrever a equação de movimento para os dois blocos:

Bloco menor:

x + L = 1 2 a m t 2

Bloco maior:

x = 1 2 a M t 2

Dividindo uma equação pela outra obtemos:

x + L x = a m a M

x = 9 5   m

Substituindo o valor de x na segunda equação obtemos que:

9 5 = 1 2 a M t 2

t = 24 5   s

Resposta

(a)

(b) a m → = 2,0   i ^   m / s 2

(c) a M → = 3 4   i ^   m / s 2

(d) x = 9 5   m ; t = 24 5   s

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