- Um vagão de estrada de ferro está carregado com caixotes tendo um coeficiente de atrito estático de 0,25 com o piso. O trem se move inicialmente com uma velocidade de
. Qual a mais curta distância em que o trem pode parar sem que os caixotes escorreguem sobre o piso do vagão?
Passo 1
O enunciado dá um vagão carregado com caixotes cujo coeficiente de atrito estático é
. O trem viaja inicialmente a
e queremos a menor distância de parada de forma que os caixotes não escorreguem. Para resolver, vamos usar a força de atrito estático máxima para determinar a desaceleração e, em seguida, a cinemática (equação de Torricelli) para achar a distância.
Passo 2
Converter a velocidade inicial para metros por segundo:
Passo 3
A força de atrito estático máxima fornece a maior desaceleração possível sem deslizamento. No limite,
Passo 4
Na frenagem com desaceleração constante, usamos a equação
onde
é a velocidade inicial,
é a desaceleração (tomada positiva no cálculo de distância) e
é a distância de parada. Isolando
:
Passo 5
Calculando:
Resposta
A menor distância de parada sem que os caixotes escorreguem é aproximadamente
.