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Física

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Considere que um caminhão está se deslocando numa estrada plana, retilínea e horizontal. Ele transporta uma caixa de 100 kg apoiada sobre o piso horizontal de sua carroceria. Num dado instante, o motorista do caminhão pisa no freio. A figura a seguir representa, em gráfico cartesiano, como a velocidade do caminhão varia em função do tempo. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o piso da carroceria vale 0,30. Verifique se, durante a freada, a caixa permanece em repouso em relação ao caminhão ou desliza sobre o piso da carroceria. Assinale a alternativa correta. Selecione uma alternativa: a) A caixa não desliza, pois a aceleração do caminhão é maior do que 2,94 m/s2 b) A caixa não desliza, pois a aceleração do caminhão é menor do que 2,94 m/s2 c) A caixa não desliza, pois a velocidade do caminhão é de 4,0 m/s d) A caixa desliza, pois a aceleração do caminhão é menor do que 2,94 m/s2 e) A caixa desliza, pois a aceleração do caminhão é maior do que 2,94 m/s2
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Everlaine Chicoski

ontem

Respostas

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ontem

Para determinar se a caixa desliza ou não sobre o piso da carroceria do caminhão, precisamos calcular a força de atrito estático máxima que pode atuar sobre a caixa e compará-la com a força resultante que atua sobre a caixa devido à aceleração do caminhão. 1. Cálculo da força de atrito estático máxima: A força de atrito estático máxima (\(F_{atrito}\)) é dada por: \[ F_{atrito} = \mu_s \cdot N \] onde: - \(\mu_s = 0,30\) (coeficiente de atrito estático) - \(N = m \cdot g\) (força normal, onde \(m = 100 \, kg\) e \(g \approx 9,8 \, m/s^2\)) Portanto: \[ N = 100 \, kg \cdot 9,8 \, m/s^2 = 980 \, N \] \[ F_{atrito} = 0,30 \cdot 980 \, N = 294 \, N \] 2. Cálculo da aceleração máxima que a caixa pode suportar sem deslizar: A força de atrito é também a força que mantém a caixa em repouso em relação ao caminhão. Usando a segunda lei de Newton (\(F = m \cdot a\)), temos: \[ F_{atrito} = m \cdot a \] \[ 294 \, N = 100 \, kg \cdot a \] \[ a = \frac{294 \, N}{100 \, kg} = 2,94 \, m/s^2 \] 3. Análise da aceleração do caminhão: Agora, precisamos verificar a aceleração do caminhão durante a freada. Se a aceleração do caminhão for maior que \(2,94 \, m/s^2\), a caixa deslizará. Se for menor, a caixa não deslizará. Analisando as alternativas: - a) A caixa não desliza, pois a aceleração do caminhão é maior do que 2,94 m/s² - Incorreta. - b) A caixa não desliza, pois a aceleração do caminhão é menor do que 2,94 m/s² - Correta. - c) A caixa não desliza, pois a velocidade do caminhão é de 4,0 m/s - Incorreta. - d) A caixa desliza, pois a aceleração do caminhão é menor do que 2,94 m/s² - Incorreta. - e) A caixa desliza, pois a aceleração do caminhão é maior do que 2,94 m/s² - Incorreta. Portanto, a alternativa correta é: b) A caixa não desliza, pois a aceleração do caminhão é menor do que 2,94 m/s².

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