Uma locomotiva de massa
está ligada a uma vagão de massa
, ambos sobre trilhos horizontais e retilíneos. O coeficiente de atrito estático entre as rodas da locomotiva e os trilhos é
, e todas as demais fontes de atritos podem ser desprezadas. Ao se por a locomotiva em movimento, sem que suas rodas patinem sobre os trilhos, a máxima aceleração que ela pode imprimir ao sistema formado por ela e pelo vagão vale:
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado descreve uma locomotiva de massa
ligada a um vagão de massa
, ambos sobre trilhos horizontais sem atritos (exceto o atrito estático que permite a tração da locomotiva). O que precisamos usar é a força de atrito estático máxima que a locomotiva pode exercer nos trilhos e a Segunda Lei de Newton para todo o sistema locomotiva
vagão.
Passo 2
Para a locomotiva não patinar, a força de tração
que ela exerce sobre os trilhos não pode exceder a força de atrito estático máxima
Passo 3
Essa força de tração acelera conjuntamente a locomotiva e o vagão. A massa total do sistema é
Pela Segunda Lei de Newton aplicada ao conjunto, temos
Passo 4
Substituindo
e
na equação acima, obtemos
Resposta
a)