Em um laboratório de física, uma caixa de
é empurrada através de uma mesa larga por uma força horizontal
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Quais seriam as mudanças das respostas dos itens (a) e (b) se essas experiências fossem realizadas na lua, onde
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Quais seriam as mudanças das respostas dos itens (a) e (b) se essas experiências fossem realizadas na lua, onde
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado fala sobre uma caixa de 6,00 kg sendo empurrada por uma força horizontal em uma mesa. Queremos descobrir como as respostas dos itens (a) e (b) mudariam se fizéssemos esse experimento na Lua, onde a aceleração da gravidade é menor, $ g = 1,62 , m/s² $. Para isso, vamos precisar entender conceitos de força normal e força de atrito.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar que a força normal ($ N $) é a força que a mesa exerce para suportar a caixa, equilibrando a força da gravidade. Na Terra, essa força é calculada por:
onde $ m = 6,00 , kg $ e $ g_{Terra} = 9,81 , m/s² $. Na Lua, a aceleração da gravidade é menor, então a força normal será:
Passo 3
Agora, vamos considerar que a força de atrito ($ f
\mu $):
Como na Lua a força normal $ N_{Lua} $ é menor do que na Terra $ N_{Terra} $, a força de atrito também será menor na Lua:
Comparando com a Terra:
Passo 4
Isso significa que, se os itens (a) e (b) envolvem calcular a força normal e a força de atrito, na Lua:
-
Força Normal: Será menor porque a gravidade é menor. Já calculamos $ N_{Lua} = 9,72 , N $ em comparação com $ N_{Terra} = 58,86 , N $.
-
Força de Atrito: Também será menor pela mesma razão, já que depende diretamente da força normal.
Passo 5
Além disso, se o item (b) envolver calcular a aceleração da caixa quando empurrada pela força $ F $, a menor força de atrito na Lua resultará em uma aceleração maior, assumindo que a força aplicada $ F $ permanece a mesma. A aceleração é dada por:
Com $ f $ menor na Lua, $ a $ será maior comparado à Terra.
Resposta
Na Lua, a força normal e a força de atrito da caixa serão menores devido à menor aceleração da gravidade. Assim, as respostas dos itens (a) e (b) que envolvem calcular essas forças ou a aceleração da caixa serão menores ou maiores, respectivamente, comparadas às respostas na Terra.