Question

Um escorregador de 8 kg este inicialmente em repouso sobre uma pista horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre o escorregador e a pista é 0,4. O escorregador é puxado 3 m sobre a pista por uma força constante de 40 N aplicada sob um ângulo de 30 º com a direção horizontal. (a) Calcular o trabalho da força aplicada. (b) calcular a energia dissipada pelo atrito. (c) Calcular a variação de energia cinética do escorregador. (d) Calcular a velocidade do escorregador no final dos 3 m.
Por favor me explique passo a passo. Muito obrigada :)

Answer 1

Como ele n dá comprimento do escorregador nem nada do gênero, vou tratar esse problema como se fosse de bloco.

Primeiro eu vou calcular a força peso,normal e força de atrito cinético:

P = m.g
P = 8.10 = 80N

I N I = I P I
N = 80N


fat = M.N

M = coeficiente de atrito (cinético nesse caso)(usei M pq n tem ''mi'' aq)

fat = 0,4.80 = 32N



Agora vou decompor a força F q ele aplica no bloco:

Componente horizontal(Fx) = F.cos30° = 40.√3/2 = 20√3 N
Componente vertical(Fy) = F.sen30° = 40.1/2 = 20 N


Como o bloco está em equilíbrio na vertical, a força resultante (Fr) = 0, logo:

P-(N+Fy) = 0
80-(N+20) = 0
80-N-20 = 0
N = 60 N 

Eu fiz a força de atrito errado lá em cima só pra alertar mesmo.

Recalculando:

fat = M.N
fat = 0,4.60 = 24 N


Letra a - O trabalho (W) da força será apenas o trabalho na horizontal, logo:

W = F.cos30°.d
W = (20√3).3 = 60√3 J 


Letra b - A energia dissipada será o trabalho da fat:

W = fat.d
W = 24.3 = 72 J ou -72 J por ser contra o movimento

Letra c - Aplicação pura do teorema da energia cinética (T.E.C.):

ΔEc = Ecf-Eci

Ecf = energia cinética final
Eci = energia cinética inicial

Como ele partiu do repouso, a energia cinética inicial é igual a zero.

Agora vou achar a velocidade do corpo após 3m percorridos. Para isso vou achar sua aceleração.

A força resultante na horizontal é diferente de 0, pois a F.cos30° ''ganha'' da fat, logo:

Fr≠0

F.cos30°-fat = Fr
20√3-24 = m.a
20√3-24 = 8.a
a = (20√3-24)/8 m/s² = (5√3-6)/2

Sabendo disso, usarei Torricelli:

V² = Vo²+2.a.ΔS
V² = 0²+2.[(5√3-6)/2].3
V² = (5√3-6).3
V² = 15√3-18

Como ele n diz nada, vou dizer q √3 = 1,73

15√3 = 15.1,73 = 25,95 = 26 (aproximadamente)

Aplicando:

V² = 26-18 = 8
V = √8 = √2².2 = 2√2 m/s

Ecf = ΔEc
ΔEc = [m.(vf)²]/2
ΔEc = [8.(2√2)²]/2
ΔEc = (8.4.2)/2 = 64/2 = 32 J


Letra d - Basta usar a função horária da velocidade no M.R.U.V.:


Já foi achado, é aproximadamente 2√2 m/s