Questão 3 (Leis de Newton - Atrito Dinâmico)
Um bloco de 6,10 kg é puxado horizontalmente por uma força F=40,0 N em uma superfície com muK=0,22.
a) Determine a aceleração do bloco.
b) Se F for removida após 3,00 s, qual será a distância percorrida até o bloco parar?

Passo 1

O enunciado dá um bloco de massa m=6,10 kg sendo puxado horizontalmente por uma força constante F=40,0 N sobre uma superfície com coeficiente de atrito cinético muK=0,22.
Conteúdo: aplicar a segunda lei de Newton com atrito para achar a aceleração durante o puxão; depois, ao remover F, usar cinemática do movimento uniformemente desacelerado (força de atrito remanescente) para calcular a distância até o bloco parar.

Passo 2

Enquanto F atua, atuam horizontalmente F para frente e a força de atrito cinético
fk=muK,m,g
para trás. Pela 2ª lei de Newton:
F - fk=m,a1 Longrightarrow a1=F - muK,m,gm
Numericamente:
fk=0,22cdot6,10cdot9,8approx13,15 N, a1=40,0-13,156,10approx4,40 m/s^2

Passo 3

Após t=3,00 s a força F é removida, restando apenas o atrito fk que desacelera o bloco com
a2=-fkm=-muK,gapprox-0,22cdot9,8approx-2,16 m/s^2
A velocidade ao remover é
v=v0+a1t=0 + 4,40cdot3,00approx13,2 m/s
Para parar, usamos
v^2=2,|a2|,De<a x Longrightarrow De<a x=v^22,|a2| =(13,2)^22cdot2,16approx40,4 m

Resposta

a) a1approx4,40 m/s^2
b) De<a xapprox40,4 m

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