Enunciado

Uma patinadora de 68,5   k g movendo-se inicialmente a 2,4   m / s em uma pista de gelo plana chega ao repouso uniformemente em 3,52   s , em razão do atrito com o gelo. Que força o atrito exerce sobre a patinadora?

Passo 1

Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!

O enunciado pediu pra gente encontrar a força de atrito f x exercida sobre a patinadora, sabendo que ela tem massa m = 68,5   k g , velocidade inicial v 0 x = 2,4   m / s e chega ao repouso em t = 3,52   s .

O atrito é a única força horizontal que atua na patinadora, então deve ser a causa da aceleração. Embora outras forças estejam agindo sobre a patinadora (a gravidade e a força de superfície do gelo), elas são verticais e, portanto, não afetam o movimento horizontal.

Nesse caso, a segunda lei de Newton se aplica e podemos encontrar a força de atrito fazendo:

f x = m a x

Onde a x é a aceleração horizontal que será encontrada através da equação:

v x = v 0 x + a x t

Onde v x é velocidade final, que será nula porque a patinadora chega ao repouso. Então, vamos encontrar a x e substituir o valor na equação do atrito.

Vamos lá!

Passo 2

Isolando a x na equação horária da velocidade, vamos ter:

v x = v 0 x + a x t

a x = v x - v 0 x t

Então, substituindo os valores do enunciado, temos:

a x = 0 - 2,40   m / s 3 , 52   s

a x = - 0 , 682   m / s 2

A única força horizontal na patinadora é a força de atrito, então substituindo o valor da aceleração, vamos ter:

f x = m a x

f x = 68 , 5 k g - 0,682   m / s 2

f x = - 46 , 7   N

Portanto, a força é 46,7   N , dirigida em oposição ao movimento da patinadora.

Valeu, galera! Até a próxima! 😉

Resposta

f x = - 46,7   N

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