Question

Fisica
Questão 10 - Um homem puxa um objeto de 40 kg ao longo de uma calçada plana e totalmente
horizontal e aplica sobre ela uma força de 80 N. Sabendo que o objeto move-se com velocidade
constante, determine o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o solo. (Adote a aceleração da
gravidade como 10 m/s2)​

Answer 1

Podemos ver no desenho (anexado) a presença de 2 forças na direção vertical e duas na direção horizontal.

Na vertical, temos a força Peso (P) do objeto e a reação Normal (N) da superfície à força peso.

Já na horizontal, vemos a força F com que o homem puxa o objeto e a força de atrito (Fat) que age contra o movimento.

b)

A presença de aceleração no movimento de um corpo implica que haverá uma mudança no módulo e/ou na direção da velocidade desse corpo.

Na situação descrita, o objeto tem sua velocidade de módulo constante e sem que haja troca na direção desse velocidade, assim podemos afirmar que a aceleração é nula.

c)

Pela 2ª Lei de Newton, com a aplicação de uma força resultante diferente de 0, um corpo de massa "m" adquirirá uma aceleração.

$\boxed{F_r~=~m\cdot a}$

Como vimos no item (b), a aceleração do objeto é nula, logo a força resultante (na direção horizontal) aplicada nesse objeto é, também, nula.

Na horizontal, a força horizontal é dada por:

$\boxed{F_r~=~F~-~F_{at}}$

Obs.: Perceba que estamos convencionando sinal positivo para força apontadas para direita e negativo para forças apontadas para esquerda.

Como Fr é nula, temos:

$0~=~F~-~F_{at}\\\\\\\boxed{F_{at}~=~F}$

A força de atrito é dada por:

$\boxed{F_{at}~=~\mu\cdot N}\\\\\\Onde:~~~\left\{\begin{array}{ccl}\mu&:&Coeficiente~de~atrito\\N&:&Reacao~Normal\end{array}\right$

Como a superfície é horizontal, sem inclinação, as forças P e N terão mesmo módulo, portanto:

$|N|~=~|P|\\\\\\|N|~=~|m\cdot g|\\\\\\|N|~=~|40\cdot 10|\\\\\\\boxed{|N|~=~400~N}$

Substituindo os dados na equação achada anteriormente, temos:

$F_{at}~=~F\\\\\\\mu\cdot N~=~80\\\\\\\mu\cdot 400~=~80\\\\\\\mu~=~\dfrac{80}{400}\\\\\\\boxed{\mu~=~0,20}\\\\\\\Huge{\begin{array}{c}\Delta \tt{\!\!\!\!\!\!\,\,o}\!\!\!\!\!\!\!\!\:\,\perp\end{array}}Qualquer~d\acute{u}vida,~deixe~ um~coment\acute{a}rio$