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Questão 6

FUVEST 2021
Física

(FUVEST - 2021 - 2ª FASE)

Um caminhão carregando uma caixa trafega em linha reta a uma velocidade de 36 km/h. O coeficiente de atrito estático entre a superfície da caixa e a superfície da carroceria é de 0,4 e não há ganchos ou amarras prendendo a caixa ao caminhão. Sabendo disso e ao notar um sinal vermelho à frente, o motorista freia suavemente o caminhão para que a caixa não deslize.

a) Desenhe um diagrama de corpo livre indicando as forças que atuam sobre a caixa durante a frenagem.

b) Calcule a distância mínima que o caminhão percorre entre o instante de início da frenagem e a parada total do veículo para que a caixa permaneça sem deslizar.

c) Se o motorista frear totalmente o caminhão em 1,5 s, a caixa deslizará na carroceria? Justifique.

Note e adote: Considere que a força exercida pelos freios do caminhão seja feita de modo que a aceleração do caminhão seja constante durante a frenagem. Aceleração da gravidade: 𝑔 = 10 m/s2

Gabarito:

Resolução:

a) 

b) O atrito deve ser estático logo:

F_{ate} = N_e cdot N

F_{ate} = 0,4  mg

Como, Fate = Fe

m cdot a = 4 cdot m Rightarrow a = 4m/s^2

Então:

v^2 = v_o^2 + 2ad

0^2 = 10^2 + 2cdot 4 cdot d

d = 12,5 m

c) 

v = v_o - at

0 = 10 - a cdot 1,5

a = 6,67  m/s^2

O bloco vai deslizar porque a força atuando nele vai ser maior do que a Fate.

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