Exercícios Resolvidos de Atrito e Forças não Conservativas

Uma corda é usada para puxar um bloco de massa M com velocidade constante ao longo de uma superfície horizontal com atrito. A força constante que a corda exerce no bloco possui módulo F e direção formando um ângulo θ com a horizontal (ver figura a seguir). O bloco se desloca horizontalmente.

Calcule:

(a) o trabalho desta força ao longo de um deslocamento de comprimento D do bloco;

(b) o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a superfície horizontal;

(c) o trabalho da força de atrito ao longo deste deslocamento D . Se a força F → é conservativa, de quanto variou a sua energia potencial neste deslocamento?

Passo 1

a) Como a força é constante ao longo do percurso:

W = F D c o s θ

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

b) Foi dito que a velocidade do bloco é constante, portanto:

a → = 0

Usando a segunda Lei de Newton, primeiramente no eixo x :

F c o s θ - f a t = 0

F c o s θ - μ c N = 0

Para o eixo y :

N + F s e n θ - P = 0

N = m g - F s e n θ

Substituindo o valor da normal na equação anterior:

F c o s θ - μ c m g - F s e n θ = 0

μ c = F c o s θ m g - F s e n θ = 1 m g F s e c θ - t a n θ

Passo 3

c) O trabalho da força de atrito pode ser calculado como:

W f a t = - f a t D

W f a t = - μ c D m g - F s e n θ

Como a força F é conservativa, podemos usar que:

∆ U = - W F

Portanto:

∆ U = - F D c o s θ

Resposta

a) W = F D c o s θ

b) μ c = 1 m g F s e c θ - t a n θ

c) W f a t = - μ c D m g - F s e n θ

∆ U = - F D c o s θ

Esse conteúdo é exclusivo para cadastrados.

Cadastre-se grátis no maior portal de exatas do Brasil!

Relaxa, não vamos publicar nada no seu nome.

  • Resumões direto ao ponto
    Resumões
    direto ao ponto
  • Exercícios resolvidos passo a passo
    Exercícios resolvidos
    passo a passo
  • Videoaulas incríveis
    Videoaulas
    incríveis
  • Aulões Salva-Vidas
    Aulões
    Salva-Vidas

Muita matéria pra estudar?

Dexter Estudando

Cadastre-se para acessar os Resumões Gratuitos

Relaxa, não vamos publicar nada no seu nome.

  • Resumões direto ao ponto
    Resumões
    direto ao ponto
  • Exercícios resolvidos passo a passo
    Exercícios resolvidos
    passo a passo
  • Videoaulas incríveis
    Videoaulas
    incríveis
  • Aulões Salva-Vidas
    Aulões
    Salva-Vidas