Uma pessoa anda com velocidade constante e puxa através de uma corda um corpo de massa
ao longo do solo na horizontal e sentido
. No ponto de ligação com o corpo a corda forma uma ângulo
com a vertical. A intensidade
da tração na corda é
e seja
o módulo da aceleração da gravidade.
a) Desenha o diagrama de forças
b) Determine o coeficiente de atrito do corpo com o solo.
a) Desenha o diagrama de forças
b) Determine o coeficiente de atrito do corpo com o solo.
Passo 1
O enunciado diz que um bloco de massa
kg é puxado com velocidade constante sobre o solo horizontal por uma corda que faz ângulo
com a vertical. A tração na corda tem intensidade
N e a gravidade é
m/
. O conteúdo é equilíbrio de forças e atrito. Vamos desenhar o diagrama de forças (item a) e, usando as condições de equilíbrio, determinar o coeficiente de atrito
(item b).
Passo 2
No diagrama de forças sobre o bloco aparecem quatro vetores:
. O peso
para baixo com módulo
.
. A reação normal
para cima, perpendicular ao solo.
. A tração
puxando para a direita, num ângulo
acima da vertical.
. A força de atrito
atuando para a esquerda, oposta ao movimento.
Passo 3
Decompondo
em componentes vertical e horizontal:
com
e
.
Passo 4
Como a velocidade é constante, as forças se equilibram. Na direção vertical:
Substituindo valores:
Passo 5
Na direção horizontal o equilíbrio entre a tração e o atrito é
Logo
Resposta
O coeficiente de atrito é
.