Uma caixa de ferramentas de 45 kg está em repouso sobre um piso horizontal. Você exerce sobre ela uma força de puxar horizontal que aumenta gradualmente e observa que a caixa só começa a se mover quando sua força atinge o valor de 313 N . A partir daí, você deve reduzir sua força de puxar para 208 N para mantê- la em movimento a uma velocidade constante de
.
a) Quais são os coeficientes de atrito estático e cinético entre a caixa e o piso?
b) Qual força de puxar você deve exercer para provocar uma aceleração de
?
c) Suponha que você estivesse realizando a mesma experiência na Lua, onde a aceleração da gravidade é de
. Qual o módulo da força de puxar para iniciar o movimento? Qual seria a aceleração, se fosse mantida a força determinada no item b)?
a) Quais são os coeficientes de atrito estático e cinético entre a caixa e o piso?
b) Qual força de puxar você deve exercer para provocar uma aceleração de
c) Suponha que você estivesse realizando a mesma experiência na Lua, onde a aceleração da gravidade é de
Passo 1
O enunciado dá uma caixa de massa
apoiada num piso horizontal. Você vai puxá-la horizontalmente e observa que:
- Ela só começa a se mover quando a força atingiu
. - Depois de em movimento, para mantê-la com velocidade constante de
(ou seja, aceleração zero), você reduz a força para .
Vamos usar a teoria de atrito seco: o atrito estático máximoimpede o início do movimento, e o atrito cinético age quando a caixa já desliza. Aqui é a força normal, com .
Passo 2
Para achar o coeficiente de atrito estático
, note que, no limiar de movimento,
Logo,
Passo 3
Para achar o coeficiente de atrito cinético
, usamos a força de
necessária para deslocamento a velocidade constante (aceleração zero):
então
Passo 4
Para impor uma aceleração
, aplicamos a segunda lei de Newton na direção do movimento:
Substituindo
e
,
Passo 5
Na Lua a gravidade é
.
(i) Para iniciar o movimento, o atrito estático máximo vale
(i) Para iniciar o movimento, o atrito estático máximo vale
(ii) Se mantivermos a força de
(do item b) na Lua, o atrito cinético será
e a aceleração resultante será
Resposta
a)
,
b) para
c) Na Lua, para iniciar o movimento ; mantendo
, a aceleração será
.
b)
c) Na Lua, para iniciar o movimento