Leis de Newton - Atrito

ETAPA 2 – Aula Tema: Leis de Newton - Atrito

Passo 1

Numa situação mais próxima do real, o coeficiente de atrito estático pode ser tomado como = 0,8. Faça cálculos para tranqüilizar a população da base da encosta mostrando, que numa situação atmosférica normal, a rocha não terá facilidade de deslizar. Calcule inicialmente a componente Py do peso.

Para que a rocha fique parada é necessário que a força que a puxa para baixo, paralela ao plano (Px), seja menor que a força de atrito que o plano exerce sobre a rocha. Para comprovar precisamos calcular qual é a força de atrito (Fat), que é igual à multiplicação do coeficiente de atrito pela Força normal (Fn) que no plano inclinado é dado pela força Py.

Fat =0,8

Fn=Py=4244N

Fat= . Fn

Fat=0,8 . 4244

Fat=3395N

Logo:

Px=2450

Px<Fat

Portanto a força de atrito é bem superior a força aplicada para baixo (Px), não permitindo que a rocha desça pelo plano.

Passo 2

Calcule o atrito estático máximo.

O atrito estático máximo é a maior força que a rocha pode receber sem permitir que ela se mova. É a própria Fat calculada no passo anterior.

Fat=3395N

Passo 3

Compare o atrito máximo com a componente paralela ao plano Px.

Comparando o atrito máximo Fat com a componente Px, verificamos que o atrito máximo é superior a componente Px, deixando o sistema em repouso, sem movimento.

Px<Fat

Passo 4

Escreva sucintamente uma conclusão sobre os resultados dos cálculos realizados nas etapas 1 e 2.

Com os resultados dos cálculos nos passos anteriores, podemos compreender um pouco sobre as componentes das forças aplicadas sobre um plano inclinado. E como o coeficiente de atrito e o ângulo formado pelo plano podem influenciar na estabilidade do sistema, ou seja, se o sistema ficará ou não em repouso.

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ETAPA 3 – Trabalho e Energia Cinética

Passo 1

Em determinadas catástrofes, temos que usar tratores para simplesmente arrastar os escombros. Um trator puxa uns escombros que estão apoiados sobre uma superfície horizontal cuja massa é de 750 kg por meio de uma corrente que está inclinada de 30º em relação à horizontal. Determine o trabalho realizado pelo cabo que puxa os escombros numa distância de 2m.

PX = P*sen30 FN T

Px = m*g*sen30 X

PX = 750*(-9,8)*sen30

PX = -3675 N 30°

W= Fr*d*cosθ P Y

W= m*g*d*cos120

W= -3675*2*cos120

W= 3675 J

Passo 2

Para o passo anterior, determine o trabalho realizado pela força gravitacional e pela reação normal para o mesmo deslocamento.

Wg= m*g*d*cosθ

Wg= 750*(-9.8)*2*cos90

Wg= 0

Como não há movimento na vertical, não existe trabalho.

Passo 3

Determine também o trabalho total realizado sobre o bloco, utilizando os passos anteriores.

O trabalho total é a soma de todos os trabalhos do sistema, que consiste no trabalho realizado para movimentar o objeto no eixo X, + o trabalho realizado para movimentar no eixo Y, como o trabalho realizado no eixo Y é 0, o trabalho total é o trabalho realizado para movimentar o objeto no eixo X apenas.

Wt= WX+WY

Wt= 3675+0

Wt = 3675 J

Passo 4

Após alguns desabamentos, precisamos acionar um guindaste para remover laje, pedras e outros escombros. Determine a potência no cabo de um guindaste que eleva com velocidade constante uma pedra de 500 kg até uma altura de 5m, num intervalo de tempo de 20s.

T= m*g*d

T= 500 *9,8*5

T= 24500 N

P= T/t

P=24500/20