Revisão. Um lavador de janelas puxa um rodo de borracha para baixo em uma janela vertical muito alta. O rodo tem massa 160 g e é montado na ponta de uma haste leve. O coeficiente de atrito cinético entre o rodo e o vidro seco é 0,900 . O lavador de janelas aperta o rodo contra a janela com uma força com componente horizontal de . (a) Se ele puxar o rodo para baixo na janela com velocidade constante, que componente da força vertical ele deve exercer?

Passo 1

Beleza, vamos ver o que a questão está pedindo! Temos um lavador de janelas que está puxando um rodo de borracha para baixo numa janela alta. A gente vai trabalhar com física, especificamente com as forças envolvidas e o atrito. Para resolver isso, vamos precisar entender como calcular a força necessária para manter o rodo se movendo a uma velocidade constante, levando em conta a massa do rodo, o atrito e as componentes da força que o lavador está aplicando.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o peso do rodo. O peso é a força com que a gravidade puxa o rodo para baixo e é dado por:
Onde:
  • (convertendo gramas para quilogramas)
  • (aceleração da gravidade)
Então,
Vamos arredondar para três casas decimais:

Passo 3

Agora, como o rodo está se movendo a velocidade constante, isso significa que a força resultante na direção vertical é zero. Ou seja, a soma das forças para cima deve igualar a soma das forças para baixo.
As forças que agem na vertical são:
  • A força vertical que o lavador exerce ( ) para cima.
  • O peso do rodo ( ) para baixo.
  • A força de atrito ( ) também para baixo, já que o atrdo atua na direção oposta ao movimento.
Então, temos:

Passo 4

Vamos calcular a força de atrito cinético ( ). A força de atrito é dada por:
Onde:
  • (coeficiente de atrito cinético)
  • é a força normal, que no caso está relacionada com a força que o lavador está aplicando na direção horizontal.
Como o lavador está aplicando uma força com uma componente horizontal ( ) de 4,00 N, a força normal ( ) é igual a essa componente horizontal:
Então,

Passo 5

Agora que temos tanto o peso quanto a força de atrito, podemos calcular a força vertical ( ) que o lavador precisa exercer:

Resposta

O lavador de janelas deve exercer uma força vertical de aproximadamente 5,17 N para manter o rodo se movendo a velocidade constante.

Exercícios de Livros Relacionados