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Um bloco é colocado no início um plano inclinado de 40 cm e com 20º em relação a horizontal, e solto.

Um bloco é colocado no início um plano inclinado de 40 cm e com 20º em relação a horizontal, e solto. Considerando que não há atrito entre o bloco e o plano, não há resistência do ar, e a massa do bloco é 0,850 g, determine a qual a distância que o bloco deve percorrer em 5 s. A distância deve ser medida a partir da posição inicial do bloco no plano inclinado.

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RD Resoluções

Nesse plano inclinado, as forças que estão agindo são : Peso e Força Normal

A força peso pode ser decomposta em \(Py\) (direção vertical e apontando para baixo) e \(px\) ( direção horizontal e saindo do lado do bloco)

A força \(Py\) é oposta a força normal e por isso elas se cancelam

Resta então \(px\) que é dada por:

\(P_x=P.sen\alpha\)

Sabemos que \(P= m. g\) , onde g é a gravidade ( adotaremos \(10m/s^2\)) e m a massa em \(kg\)

Sabemos também que o seno é:

\(sen\alpha=\frac{cateto\:\:oposto}{hipotenusa}\\ sen20=\frac{d}{0,40}\\\)

E , por fim, sabemos que a força \(px\) é igual a força \(F=m.a\)

Assim:

\(P_x=P.sen\alpha\\ ma=mg.sen\alpha\\ a=10.\frac{d}{0,40}\\\)

A energia potencial que o bloco possui no topo da rampa se transforma em energia cinética:

\(mgh=m\frac{v^2}{2}\\ gh=\frac{v^2}{2}\\ 2.10.0,4=v^2\\ v=2\sqrt2\\ \frac{v}{t}=10.\frac{d}{0,40}\\\\ \frac{2\sqrt2}{5}=10.\frac{d}{0,40}\\\\ d=2,2cm\)

Sabemos que \(V=a.t\), logo:

\(\frac{v}{t}=10.\frac{d}{0,40}\\\\ \frac{2\sqrt2}{5}=10.\frac{d}{0,40}\\\\ d=2,2cm\)

A distância percorrida foi \(\boxed{2,2 cm}\)

 

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