EXEMPLO 07
Em um jogo de Curling, o jogador lança uma pedra na forma de disco (massa= 0,40 kg ) que está inicialmente em repouso. A pedra parte inicialmente com uma rapidez de 8,5 m / s e desliza por uma distância de 8,0 m antes de parar. Encontre o coeficiente de atrito cinético entre a pedra e o chão.

Passo 1

O enunciado descreve uma pedra de Curling de massa m=0,40:kg que é lançada com rapidez inicial v0=8,5:m/s e desliza d=8,0:m até parar. O conteúdo aqui é energia e atrito: vamos usar o teorema do trabalho–energia para relacionar a perda de energia cinética com o trabalho da força de atrito.

Passo 2

Segundo o teorema do trabalho–energia, a variação da energia cinética De<a K é igual ao trabalho total W das forças. Aqui a única força que realiza trabalho não conservativo é a força de atrito cinético fk. Como a pedra para, temos
De<a K = Kf - Ki = 0 - tfrac12 m v0^2 = Wrm atrito
E o trabalho da força de atrito é negativo e vale
Wrm atrito = -fk,d

Passo 3

A força de atrito cinético é dada por fk = muk N, onde N=m g é a normal. Logo,
Wrm atrito = -muk,m g,d
Substituindo em De<a K = Wrm atrito:
-tfrac12 m v0^2 = -muk,m g,d

Passo 4

Cancelamos o sinal negativo e a massa m, chegando a
tfrac12 v0^2 = muk,g,d Longrightarrow muk = v0^22,g,d
Basta agora substituir v0=8,5:m/s, g=9,8:m/s^2 e d=8,0:m:
muk = (8,5)^22cdot9,8cdot8,0 = 72,25156,8 approx0,46

Resposta

O coeficiente de atrito cinético vale aproximadamente muk=0,46.

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