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Questão 2: Sobre o piso de um vagão de trem, há uma caixa solta cujo coeficiente de atrito estático com o piso é 0,3. Se o trem está se movendo inicialmente com uma velocidade de 54,0 km/h, em movimento retilíneo, qual é a menor distância na qual o trem pode ser parado com aceleração constante sem que a caixa deslize no piso? Considere g= 10,0m/s'.
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Larissa Silva

há 12 meses

Respostas

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há 12 meses

Para resolver essa questão, vamos seguir os passos: 1. Converter a velocidade: A velocidade inicial do trem é de 54,0 km/h. Vamos converter para m/s: \[ 54,0 \text{ km/h} = \frac{54,0 \times 1000}{3600} = 15 \text{ m/s} \] 2. Calcular a força de atrito máximo: O coeficiente de atrito estático é 0,3. A força de atrito máximo (\(F_a\)) que impede a caixa de deslizar é dada por: \[ F_a = \mu \cdot m \cdot g \] onde \(\mu = 0,3\) e \(g = 10 \text{ m/s}^2\). 3. Aceleração máxima sem deslizar: A aceleração máxima (\(a_{max}\)) que o trem pode ter sem que a caixa deslize é: \[ a_{max} = \mu \cdot g = 0,3 \cdot 10 = 3 \text{ m/s}^2 \] 4. Usar a fórmula de movimento uniformemente acelerado: Para encontrar a distância (\(d\)) que o trem percorre ao parar, usamos a fórmula: \[ v^2 = v_0^2 + 2a d \] onde \(v = 0\) (velocidade final), \(v_0 = 15 \text{ m/s}\) (velocidade inicial) e \(a = -3 \text{ m/s}^2\) (aceleração negativa, pois o trem está parando). Substituindo os valores: \[ 0 = (15)^2 + 2(-3)d \] \[ 0 = 225 - 6d \] \[ 6d = 225 \] \[ d = \frac{225}{6} = 37,5 \text{ m} \] Portanto, a menor distância na qual o trem pode ser parado sem que a caixa deslize é 37,5 metros.

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