Num dos ensaios realizados, o paralelepípedo, de massa 90,48 g, foi abandonado numa determinada posição sobre a calha, tendo percorrido 0,870 m até a tira de cartolina passar em frente da célula fotoelétrica.
Nesse deslocamento, a altura a que o paralelepípedo se encontrava em relação a um mesmo nível de referência diminuiu 0,420 m.
No ensaio realizado, a tira de cartolina, de largura Δx = 1,50 cm, demorou 1,08 × 10^-2 s a passar em frente da célula fotoelétrica.
Calcule a intensidade da resultante das forças de atrito que atuaram no paralelepípedo, naquele ensaio.
Admita que essa resultante se manteve constante.
Apresente todas as etapas de resolução.
Etapas de resolução: A) Cálculo da variação da energia potencial gravítica do sistema paralelepípedo + Terra, no percurso considerado (∆Epg = −3,80 × 10⁻¹ J) .... 3 pontos B) Cálculo do módulo da velocidade do paralelepípedo na posição em que a tira de cartolina passou em frente da célula fotoelétrica (v = 1,389 m s⁻¹) ....... 3 pontos C) Cálculo da energia cinética do paralelepípedo na posição em que a tira de cartolina passou em frente da célula fotoelétrica ( Ec = 8,728 × 10⁻² J) ... 2 pontos D) Cálculo da variação da energia mecânica do sistema paralelepípedo + Terra, no percurso considerado (∆Em = −2,93 × 10⁻¹ J) ... 3 pontos E) Cálculo da intensidade da resultante das forças de atrito que atuaram no paralelepípedo, naquele ensaio (Frat = 3,4 × 10⁻¹ N) (ver notas 1 e 2) .... 4 pontos OU A) Cálculo do módulo da velocidade do paralelepípedo na posição em que a tira de cartolina passou em frente da célula fotoelétrica (v = 1,389 m s⁻¹) .... 3 pontos B) Cálculo do módulo da aceleração do paralelepípedo no movimento considerado (a = 1,109 m s⁻²) ..................................................................... 3 pontos C) Cálculo da intensidade da resultante das forças que atuaram no paralelepípedo, no percurso considerado (F = 0,1003 N) ............................. 2 pontos D) Cálculo da intensidade da componente tangencial da força gravítica que atuou no paralelepípedo, no percurso considerado (Fgt = 0,437 N) .......... 3 pontos E) Cálculo da intensidade da resultante das forças de atrito que atuaram no paralelepípedo, naquele ensaio (Frat = 3,4 × 10⁻¹ N) (ver nota 1) ................ 4 pontos OU A) Cálculo do módulo da velocidade do paralelepípedo na posição em que a tira de cartolina passou em frente da célula fotoelétrica (v = 1,389 m s⁻¹) ....... 3 pontos B) Cálculo da energia cinética do paralelepípedo na posição em que a tira de cartolina passou em frente da célula fotoelétrica ( Ec = 8,728 × 10⁻² J) ... 2 pontos C) Cálculo da intensidade da resultante das forças que atuaram no paralelepípedo, no percurso considerado (F = 0,1003 N) (ver nota 3)...... 3 pontos D) Cálculo da intensidade da componente tangencial da força gravítica que atuou no paralelepípedo, no percurso considerado (Fgt = 0,437 N) .......... 3 pontos E) Cálculo da intensidade da resultante das forças de atrito que atuaram no paralelepípedo, naquele ensaio (Frat = 3,4 × 10⁻¹ N) (ver nota 1) ................ 4 pontos OU A) Cálculo do módulo da velocidade do paralelepípedo na posição em que a tira de cartolina passou em frente da célula fotoelétrica (v = 1,389 m s⁻¹) ....... 3 pontos B) Cálculo da energia cinética do paralelepípedo na posição em que a tira de cartolina passou em frente da célula fotoelétrica ( Ec = 8,728 × 10⁻² J) ... 2 pontos C) Cálculo da soma dos trabalhos realizados pelas forças que atuaram no paralelepípedo, no percurso considerado (W = 8,728 × 10⁻² J) ............. 3 pontos D) Cálculo do trabalho realizado pela força gravítica que atuou no paralelepípedo, no percurso considerado (WFg = 3,80 × 10⁻¹ J) ................... 3 pontos E) Cálculo da intensidade da resultante das forças de atrito que atuaram no paralelepípedo, naquele ensaio (Frat = 3,4 × 10⁻¹ N) (ver notas 1 e 2) .... 4 pontos Notas: 1. A apresentação do valor solicitado com um número incorreto de algarismos significativos não implica qualquer desvalorização. 2. Nesta etapa, é obrigatória a consideração (implícita ou explícita) do ângulo α = 180°. Se esse ângulo não for considerado, a etapa é pontuada com zero pontos. 3. Nesta etapa, é obrigatória a consideração (implícita ou explícita) do ângulo α = 0°. Se esse ângulo não for considerado, a etapa é pontuada com zero pontos.
Treine o cálculo da força de atrito a partir do Teorema da Energia Mecânica, determinando o trabalho das forças não conservativas (atrito) e relacionando-o com a variação das energias cinética e potencial.