Um corpo de massa
é colocado sobre um plano inclinado de
em relação à horizontal. Sabe-se que o coeficiente de atrito cinético
é de 0,6 e o coeficiente de atrito com o ar
é
, determine:
(B) A velocidade limite desse corpo.
(B) A velocidade limite desse corpo.
Passo 1
O enunciado pede a velocidade limite (terminal) de um corpo de massa m = 10 kg descendo um plano inclinado de 60° com atrito cinético μ = 0.6 e atrito viscoso linear (ar) γ = 3 kg/s. Vamos usar forças no eixo paralelo ao plano e a condição de equilíbrio dinâmico (a = 0) para encontrar v limite.
Passo 2
Ao descer em velocidade constante, a soma das forças paralelas ao plano é zero. A componente do peso é m g sin 60°, a força de atrito sólido é μ N com N = m g cos 60°, e o arrasto de ar é γ v. Assim:
Passo 3
Isolando v, obtemos:
Agora substituímos m=10 kg, g=9.8 m/s², μ=0.6, γ=3 kg/s,
Resposta
A velocidade limite é aproximadamente 18,5 m/s.