Exercícios Resolvidos de Atrito e Forças não Conservativas

Um bloco de massa m = 1 k g está preso a uma mola de constante elástica k = 1,0 × 10 2   N / m . O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a mesa é μ c . O bloco é puxado de uma distância s = 0,1 m da posição de equilíbrio, é solto a partir do repouso e para exatamente na posição s = 0 . O coeficiente de atrito cinético μ c é

(a) 0,26

(b) 0 , 33

(c) 0 , 42

(d) 0 , 51

(e) 0 , 7 6

Passo 1

Como o bloco é solto em s = 0,1 m e para em s = 0 , temos que a força de atrito cinético vai fazer um trabalho dado por

W F a t = - Δ s F a t

Esse trabalho é negativo por que a força de atrito tem sentido oposto ao movimento.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

O atrito é dado por

F a t = μ c N

Como não há movimento na direção vertical, temos que o peso tem que ser igual à normal

N = P = m g

Assim

F a t = μ c m g

E o trabalho fica

W F a t = - Δ s μ c m g

Passo 3

Esse trabalho é o que remove a energia do sistema. Inicialmente a energia mecânica do sistema é somente energia potencial

E i = 1 2 k Δ s 2

E a energia final é

E f = 0

Assim

W F a t = Δ E = E f - E i

W F a t = - 1 2 k Δ s 2

Finalmente juntando tudo

- Δ s μ c m g = - 1 2 k Δ s 2

Isolando μ c

μ c = 1 2 k Δ s m g = 1 2 × 1 × 10 2 × 0,1 1 × 9,8

μ c = 0,51

Resposta

(d)

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