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quarta-feira, 8 de dezembro de 2010

Desafio de Mestre (Especial)

Lembrete: O primeiro que enviar a solução correta - via comentários - ganha um livro. A resposta e o nome do feliz contemplado estarão no Blog no sábado, 11/12.

O atrito em ação...

Borges e Nicolau
Observe a figura. Um carrinho é abandonado do ponto A, situado a uma altura h = 5 m do solo. Nos trechos curvos AB e CD não existe atrito. No trecho horizontal BC, de extensão 2m, o coeficiente de atrito é igual a 0,5. O ponto E é o ponto médio de BC. Após ter sido abandonado de A, quantas vezes o carrinho passa pelo ponto E?

Clique para ampliar

Orientação para a resolução:

• Calcule a velocidade do carrinho ao atingir o ponto B pela primeira vez.

• Calcule a aceleração do carrinho no trecho horizontal.

• Pela equação de Torricelli calcule a distância de ida e volta que o carrinho percorre no trecho horizontal até parar.

• Compare a distância obtida com a extensão do trecho horizontal e descubra o número de vezes que o carrinho passa pelo ponto E.

Outra opção:

• Experimente aplicar o Teorema da Energia Cinética (TEC) considerando os trabalhos do peso e da força de atrito.

2 comentários:

  1. Resposta: 5 vezes

    Resolução:

    Epot(a) = Ecin(b)
    mgh = mv²/2
    v² = 100
    v = 10 m/s
    velocidade em B

    - Fat = m.a
    - mi.N = m.a
    - mi.m.g = m.a
    - 0,5.10 = a
    a = -5m/s²

    Torricelli
    V² = Vo² + 2aDS
    0 = 100 + 2 (-5) DS
    10 DS = 100
    DS = 10m

    Se AC = 2m

    1 passagem - 2m
    x passagens - 10m

    x = 5 passagens pelo ponto E

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  2. I) Pela conservação da energia mecânica(trecho AB) :
    mgh = mv²/2
    v = 10 m/s

    II) Aplicando-se a segunda lei de newton e sabendo-se que a única força que atua no treço BC é a força de atrito:

    -Fat = m.a
    U.m.g = -m.a
    a = -5 m/s²

    III) pela equação de torriceli pode-se calcular quanto de velocidade o móvel perdeu na primeira passagem entre BC:

    v² = vo² + 2ad
    v² = 80 m/s

    IV) como o móvel irá subir do outro lado e descer novamente sem dissipação de energia, conclui-se que a cada passagem pelo trecho com atrito o móvel perderá uma velocidade igual a v² = 20 m/s


    Logo

    o móvel passará 5x pelo ponto médio E


    resposta = 5 vezes

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