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Um plano perfeitamente liso e horizontal é continuado por outro áspero. Um corpo de massa 5,0 kg move-se no plano liso onde percorre 100 m a cada 10 s e, ao atingir o plano áspero, ele percorre 20 m até parar. Determine a intensidade da força de atrito, em newtons, que atua no corpo quando está no plano áspero.

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Desenvolvendo com Questões

há 2 anos

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há 5 meses

Para resolver essa questão, vamos seguir os passos necessários: 1. Calcular a velocidade do corpo no plano liso: O corpo percorre 100 m em 10 s. Portanto, a velocidade \( v \) é dada por: \[ v = \frac{d}{t} = \frac{100 \, \text{m}}{10 \, \text{s}} = 10 \, \text{m/s} \] 2. Calcular a desaceleração no plano áspero: O corpo percorre 20 m até parar. Usando a fórmula da cinemática: \[ v^2 = u^2 + 2a s \] onde: - \( v = 0 \, \text{m/s} \) (velocidade final), - \( u = 10 \, \text{m/s} \) (velocidade inicial), - \( s = 20 \, \text{m} \) (distância percorrida), - \( a \) é a aceleração (ou desaceleração, que será negativa). Substituindo os valores: \[ 0 = (10)^2 + 2a(20) \] \[ 0 = 100 + 40a \] \[ 40a = -100 \implies a = -\frac{100}{40} = -2.5 \, \text{m/s}^2 \] 3. Calcular a força resultante no plano áspero: Usando a segunda lei de Newton \( F = m \cdot a \): \[ F_{\text{resultante}} = 5.0 \, \text{kg} \cdot (-2.5 \, \text{m/s}^2) = -12.5 \, \text{N} \] O sinal negativo indica que a força resultante está na direção oposta ao movimento. 4. Calcular a força de atrito: A única força atuando no corpo no plano áspero é a força de atrito, que é igual à força resultante (em módulo): \[ F_{\text{atrito}} = 12.5 \, \text{N} \] Portanto, a intensidade da força de atrito que atua no corpo quando está no plano áspero é 12,5 N.

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há 2 anos

Para resolver esse problema, podemos usar a equação da segunda lei de Newton, que relaciona a força resultante com a massa e a aceleração do corpo. No plano liso, a força resultante é dada pela força peso, que é igual a massa vezes a aceleração da gravidade. No plano áspero, a força resultante é a diferença entre a força peso e a força de atrito. Primeiro, vamos calcular a aceleração do corpo no plano liso: \[ a = \frac{Δv}{Δt} = \frac{100 m}{10 s} = 10 \, \frac{m}{s^2} \] Agora, podemos calcular a força resultante no plano liso: \[ F_{res} = m \cdot a = 5,0 kg \cdot 10 \, \frac{m}{s^2} = 50 N \] No plano áspero, a aceleração é oposta à do plano liso, pois o corpo está desacelerando até parar. Podemos calcular a aceleração no plano áspero: \[ a' = \frac{Δv}{Δt} = \frac{0 - 10 \, \frac{m}{s}}{20 m} = -0,5 \, \frac{m}{s^2} \] Agora, podemos calcular a força de atrito: \[ F_{atrito} = m \cdot |a'| = 5,0 kg \cdot |-0,5 \, \frac{m}{s^2}| = 2,5 N \] Portanto, a intensidade da força de atrito que atua no corpo quando está no plano áspero é de 2,5 N.

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