Calculo d força de atrito

[sesergio]

Boa noite,

Sou estudante no 11º ano e precisava da vossa ajuda para resolver este exercício. Se me conseguir


Uma caixa é ao longo de uma superfície horizontal com atrito, por ação de uma força F de intensidade 100N e que faz um ângulo de 60º com a vertical. Num deslocamento com 12 metros a variação da energia mecânica foi 2000J
Calcule a intensidade da força de atrito.



Obrigado.

[joaofrme]

Como eles apenas dão a energia tu tens de calcular a dissipação de energia que é igual à energia mecânica e depois igualas isso ao trabalho realizado pela força de atrito e resolves a equação

[biarlopes1997]

Sim, é basicamente o que o João disse mas se quiseres a resolução mesmo está aqui (digam-me se eu tiver feito alguma coisa mal sff):

A força resultante no eixo y é nula.





variacao da Ec (que neste caso é igual à variação da Em, porque a variação da Epg é zero)





O módulo da força de atrito é aproximadamente 80,06 N

[sesergio]

Obrigdo
Já tinha resolvido o exercício com as indicações do joaofrme. Ficou a faltar alguns pormenor de dizer que a variação da Epg é zero. Muito obrigado mais uma vez.

[joaofrme]

Sim, tinha-me esquecido de referir esse pormenor

[gonced8]

Há uma coisa que eu não compreendo, mas se calhar sou eu que estou a compreender mal.
A força de atrito faz um ângulo de 180º com o deslocamento, logo, como o cos(180º)=-1, Fa devia dar um valor positivo e não negativo.
Visto que já estamos a fazer Fsen60-Fa, se substituirmos Fa pelo tal -80.06, iremos ficar com 100sen60+80.06, e estaríamos a somar as duas forças como se elas tivessem o mesmo sentido.
De qualquer forma, não vejo outra forma que dê para resolver e que não contrarie o que acabei de dizer.

[duarte.magano]

Há uma coisa que eu não compreendo, mas se calhar sou eu que estou a compreender mal.

Comentário perspicaz. Chamaste-me à atenção que provavelmente estamos todos a perceber mal.
De facto, um sinal negativo no valor da força de atrito é indicador de que esta tem um sentido contrário àquele que lhe tínhamos atribuído inicialmente. Assim, pela resolução da Beatriz, temos uma força de atrito com sentido positivo, isto é, o do deslocamento. Isto não faz sentido.
Logo, concluímos que algo está mal na resolução da Bia. Neste caso, é o facto de ter assumido que a variação de energia era positiva. Na verdade, se fizermos as contas com uma variação de energia negativa, isto é, consideramos que se dissipa energia, dá-nos uma força de atrito consistente com as leis da física.
Apropriando-me de resolução da Beatriz, que está muito boa (obrigado! ), com as devidas alterações, temos que:





Temos assim uma força de atrito positiva, ou seja, concordante com o sentido que lhe tínhamos atribuído inicialmente, o de oposição ao movimento. Deste modo, obtemos um resultado com sentido físico e concluímos que a variação de energia tinha de ser, efetivamente, negativa.

Concordam todos?

[gonced8]

Eu acho que o exercício pode ter uma gralha.
O corpo em repouso tem uma certa energia mecânica. Se o corpo começar a mover-se por ação de uma força externa e a sua energia potencial não se alterar, a sua energia cinética irá aumentar, sendo agora a sua energia mecânica superior à inicial, quando o corpo estava em repouso.
Eu penso que nestas condições seria impossível a energia mecânica diminuir, a não ser que a energia potencial ou a energia cinética diminuísse. Se é uma superfície horizontal, a altura não varia e, portanto, também não há variação da energia potencial. Resta portante que a variação de energia cinética seja negativa, o que é impossível nestas condições, dado que a energia cinética não pode tomar valores negativos e que a energia cinética inicial era 0J.
Mais uma vez, corrijam-me se eu estiver errado

[duarte.magano]

Eu penso que nestas condições seria impossível a energia mecânica diminuir, a não ser que a energia potencial ou a energia cinética diminuísse. Se é uma superfície horizontal, a altura não varia e, portanto, também não há variação da energia potencial. Resta portante que a variação de energia cinética seja negativa, o que é impossível nestas condições, dado que a energia cinética não pode tomar valores negativos e que a energia cinética inicial era 0J.

A minha proposta de resolução implica, de facto, que a variação de energia seja negativa, isto é, que a energia mecânica diminua. Não porque a energia potencial gravítica diminua (já tínhamos assumido que não), mas porque diminui a energia cinética. E é exatamente essa a chave da minha resolução: a velocidade inicial não é zero (logo, nem a energia cinética) e a velocidade final é menor que a inicial. Depois de ler o enunciado com mais cuidado, verifiquei que não diz que o corpo está inicialmente em repouso. Dado que uma variação positiva de energia cinética com os valores dados dá um valor absurdo para a força de atrito, essa variação tem de ser negativa, o que já dá um valor consistente.
Penso ser esta a (única) solução do problema.

Fui mais esclarecedor?

[gonced8]

Pois, a mim também me parece ser a única resolução, supondo que o corpo estava em movimento e que a sua energia mecânica (especificamente a energia cinética) diminuiu

[biarlopes1997]

Sim, desculpem, foi distração. Eu achei estúpido dar negativo mas fiz ontem à noite, estava cansada e nem liguei muito ao assunto. Agora ia ver o que tinha feito mal para editar a resolução, mas vocês já resolveram o problema por mim. Obrigada

[gonced8]

Todos nos enganamos de vez em quando