Um bloco de massa
é arremessado na horizontal, a partir de uma superfície sem atrito, para uma região em que o coeficiente de atrito é
. Sua velocidade durante a passagem é
. Que distância ele percorre até parar?
Passo 1
Beleza, o enunciado diz o seguinte: um bloco de massa m = 1,0 kg é lançado horizontalmente com velocidade inicial v₀ = 2 m/s sobre uma região onde o atrito não é desprezível (coeficiente μ = 0,2). Queremos saber qual distância ele percorre até parar.
Conteúdo: mecânica clássica – usamos força de atrito, segunda lei de Newton e equações do movimento uniformemente retardado (ou energia). Vamos precisar de:
Conteúdo: mecânica clássica – usamos força de atrito, segunda lei de Newton e equações do movimento uniformemente retardado (ou energia). Vamos precisar de:
- Força de atrito:
- Aceleração devida ao atrito:
- Equação de Torricelli:
Passo 2
Primeiro, calcula a força de atrito que atua no bloco. A força de atrito cinético vale
Substituindo:
Passo 3
A partir daí, a única força horizontal é essa de atrito, apontando para trás. Pela segunda lei de Newton, a aceleração (na verdade, desaceleração) é
Note que isso vai diminuir a velocidade do bloco até ele parar.
Passo 4
Agora usamos a equação de movimento uniforme retardado (Torricelli), que relaciona velocidades, aceleração e deslocamento sem precisar do tempo:
Quando o bloco pára,
, então:
Resposta
O bloco percorre aproximadamente 1,0 m até parar.