Um ciclista e sua bicicleta, com massa total 85 kg , descem uma ladeira e atingem um trecho horizontal retilíneo com uma velocidade de
. Se a força de atrito cinético desacelera a bicicleta até o repouso a uma taxa constante de
, determine:
(a) o módulo da força de atrito,
(b) a distância
qua a bicicleta percorre até parar.
(c) o trabalho
realizado pela força de atrito.
(d) o coeficiente de atrito cinético.
Horárin
(a) o módulo da força de atrito,
(b) a distância
(c) o trabalho
(d) o coeficiente de atrito cinético.
Passo 1
Resumindo: temos um ciclista + bike com massa
kg, entrando num trecho horizontal com velocidade inicial
m/s. Uma força de atrito gera desaceleração constante
m/
até parar. Vamos usar a segunda lei de Newton para achar a força, cinemática para a distância, trabalho de força resistente e coeficiente de atrito via
.
Passo 2
Para o módulo da força de atrito usamos a segunda lei. A resultante horizontal é apenas a força de atrito que provoca desaceleração
. Logo,
Substituindo
kg e
m/
resulta em
N.
Passo 3
A distância
até parar vem da equação de Torricelli:
Com
,
m/s e
m/
,
Passo 4
O trabalho
da força de atrito é
Como
é oposta ao deslocamento,
e
. Assim,
Passo 5
Para o coeficiente de atrito usamos
com
. Logo,
Resposta
(a)
N
(b) m
(c) J
(d)
(b)
(c)
(d)