Para resolver essas questões, vamos usar algumas fórmulas da física relacionadas à dinâmica e à fricção.
Dados fornecidos:
- Massa do baú (m) = 50 kg
- Aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²
- Coeficiente de atrito estático (μe) = 0,70
- Coeficiente de atrito cinético (μc) = 0,50
- Aceleração desejada para o item c) (a) = 1,5 m/s²
b) Força para manter movimento uniforme
Quando o baú começa a se mover, a força de atrito que atua sobre ele é a força de atrito cinético. A fórmula para calcular a força de atrito (Fatrito) é:
Fatrito=μc×N
onde N é a força normal, que, neste caso, é igual ao peso do objeto (P=m×g), pois não há outras forças verticais atuando no sistema.
N=m×g=50kg×10m/s2=500N
Portanto, a força de atrito cinético será:
Fatrito=μc×N=0,50×500N=250N
Para manter um movimento uniforme, a força aplicada deve ser igual à força de atrito cinético, ou seja, 250N.
c) Força para acelerar o baú a 1,5 m/s²
Para acelerar o baú, precisamos superar a força de atrito cinético e fornecer uma força adicional para a aceleração desejada. A segunda lei de Newton nos diz que:
Ftotal=m×a
Para a aceleração total desejada (incluindo a superação da força de atrito), a força necessária será a soma da força para superar o atrito e a força para acelerar o baú à taxa desejada.
Ftotal=Fatrito+Facelerac\ca~o
Já sabemos que Fatrito=250N, e Facelerac\ca~o=m×a=50kg×1,5m/s2=75N.
Assim, a força total necessária será:
Ftotal=250N+75N=325N
Portanto, para manter o movimento uniforme, a força necessária é de 250N, e para acelerar o baú a 1,5m/s2, a força necessária é de 325N.