06. Força de atrito - Departamento de Física - UFPB

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Prof. Romero Tavares da Silva Capítulo 6 - Halliday, Resnick e Walker - 4 a . edição 70 A figura a seguir mostra uma bola de 1,34kg presa a um eixo girante vertical por duas cordas de massas desprezíveis. As cordas estão esticadas e formam os lados de um triângulo equilátero vertical. A tensão na corda superior é de 35N . a) Desenhe o diagrama de corpo isolado para a bola. L = 1,70m m = 1,34kg TS = 35N b) Qual a tensão na corda inferior? Usando a segunda Lei de Newton: ! ! ! + T + P = ma TS I onde 2 ⎧ v ⎪ a = ⎨ R ⎪⎩ r = L cosθ Decompondo as forças segundo os eixos cartesianos definidos na figura ao lado: Da última equação, encontramos: ⎧ ma = TS cosθ + TI cosθ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩0 = T −T − P S senθ I senθ TI = TS − P senθ Cap 06 romero@fisica.ufpb.br 26 L T ! T ! r T ! S S I P ! y θ x θ T I ! P ! Como o triângulo formado pelos tirantes e o eixo é isósceles o ângulo entre os tirantes é 60 0 e consequentemente θ = 30 0 . Desse modo: TI = 8,736N c) Qual a força resultante sobre a bola, no instante mostrado na figura?
d) Qual a velocidade da bola? Prof. Romero Tavares da Silva ⎛ P ⎞ ma = TS cosθ + TI cosθ = TS cosθ + ⎜TS − ⎟ cosθ ⎝ senθ ⎠ F = ma = 2 TS cosθ - P cotθ = 37,876N 2 2 v v l cosθ F F = m = m ∴ v = = 6,45m/s r l cosθ m Cap 06 romero@fisica.ufpb.br 27
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