Em um instante, um trenó de
está se movendo em uma superfície horizontal de neve a
. Depois de passados
, o trenó para. Utilize uma abordagem de momento para encontrar a força de atrito média sobre o trenó enquanto ele estava se movendo.
Passo 1
Vamos resumir o enunciado e identificar os conceitos que vamos usar. Temos um trenó com massa de
que está se movendo a uma velocidade de
sobre neve. Após
, o trenó para. Precisamos encontrar a força de atrito média que atuou no trenó durante esse tempo. Para resolver isso, vamos usar o conceito de momento (quantidade de movimento) e a relação entre força, momento e tempo.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o momento inicial (
) do trenó. O momento é dado pela fórmula:
onde
é a massa e
é a velocidade. Então,
Passo 3
Como o trenó para, a velocidade final (
) é
. Portanto, o momento final (
) é:
Passo 4
A variação do momento (
) é:
Sabemos que a relação entre a força média (
), a variação de momento e o tempo (
) é:
Queremos encontrar
, então:
O sinal negativo indica que a força de atrito está na direção oposta ao movimento do trenó.
Resposta
A força de atrito média sobre o trenó é de
.