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 ( é), a variação de momento e o tempo ( ) é:
é
Queremos encontrar é, então:
é
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 .

Exercícios de Livros Relacionados