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Física

UNINASSAU RECIFE
Uma mola de constante elástica k = 500 N/m tem uma extremidade fixada numa parede e a outra, num carrinho de massa m = 5 kg, que pode se movimentar numa superfície horizontal com atrito. A partir da posição de equilíbrio, o carrinho é puxado para a direita até que a elongação da mola corresponda ao valor: x = 0,25 m. Esse é o valor da amplitude xM = A = 0,25 m. Considere o fator de atrito entre a massa e o piso = 0,113
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Rogério Alexandre

ano passado

Respostas

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há 5 meses

Para resolver essa questão, vamos analisar as forças envolvidas e aplicar a segunda lei de Newton. 1. Força elástica da mola (F_mola): A força que a mola exerce quando elongada é dada pela Lei de Hooke: \[ F_{\text{mola}} = k \cdot x \] Onde: - \( k = 500 \, \text{N/m} \) - \( x = 0,25 \, \text{m} \) Portanto: \[ F_{\text{mola}} = 500 \, \text{N/m} \cdot 0,25 \, \text{m} = 125 \, \text{N} \] 2. Força de atrito (F_atrito): A força de atrito é dada por: \[ F_{\text{atrito}} = \mu \cdot N \] Onde: - \( \mu = 0,113 \) (coeficiente de atrito) - \( N = m \cdot g \) (força normal, onde \( g \approx 9,81 \, \text{m/s}^2 \)) Calculando a força normal: \[ N = 5 \, \text{kg} \cdot 9,81 \, \text{m/s}^2 = 49,05 \, \text{N} \] Agora, calculando a força de atrito: \[ F_{\text{atrito}} = 0,113 \cdot 49,05 \, \text{N} \approx 5,55 \, \text{N} \] 3. Análise das forças: Quando o carrinho é puxado, a força resultante que atua sobre ele é a diferença entre a força da mola e a força de atrito: \[ F_{\text{resultante}} = F_{\text{mola}} - F_{\text{atrito}} = 125 \, \text{N} - 5,55 \, \text{N} \approx 119,45 \, \text{N} \] 4. Aceleração do carrinho (a): Usando a segunda lei de Newton: \[ F_{\text{resultante}} = m \cdot a \implies a = \frac{F_{\text{resultante}}}{m} \] \[ a = \frac{119,45 \, \text{N}}{5 \, \text{kg}} \approx 23,89 \, \text{m/s}^2 \] Portanto, a aceleração do carrinho, quando puxado até a elongação de 0,25 m, é aproximadamente \( 23,89 \, \text{m/s}^2 \).

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ano passado

Para responder à sua pergunta, precisamos calcular a força de atrito que atua sobre o carrinho. A força de atrito é dada por \( f_{at} = \mu \times N \), onde \( \mu \) é o coeficiente de atrito e \( N \) é a força normal. A força normal é igual ao peso do carrinho, que é \( N = m \times g \), onde \( m \) é a massa do carrinho e \( g \) é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²). Calculando a força normal: \( N = 5 \times 9,8 = 49 \, N \) Agora, podemos calcular a força de atrito: \( f_{at} = 0,113 \times 49 = 5,537 \, N \) Portanto, a força de atrito que atua sobre o carrinho é de aproximadamente 5,537 N.

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