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Um bloco de massa m = 2 kg é puxado para cima em um plano inclinado de 30º com a horizontal. Se um atrito cinético de μ_k = 0,1 é considerado, calcule a força total que deve ser aplicada ao bloco para que ele suba com uma aceleração de 2 m/s².

A) 14,14 N
B) 16,29 N
C) 10,00 N
D) 12,24 N
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Praticando Para Aprender

há 12 meses

Respostas

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há 12 meses

Para resolver essa questão, precisamos considerar as forças que atuam no bloco enquanto ele é puxado para cima no plano inclinado. 1. Força gravitacional (peso): A força peso do bloco é dada por \( P = m \cdot g \), onde \( g \approx 9,81 \, \text{m/s}^2 \). \[ P = 2 \, \text{kg} \cdot 9,81 \, \text{m/s}^2 = 19,62 \, \text{N} \] 2. Componente da força peso ao longo do plano inclinado: Essa componente é dada por \( P_{\parallel} = P \cdot \sin(\theta) \). \[ P_{\parallel} = 19,62 \, \text{N} \cdot \sin(30º) = 19,62 \, \text{N} \cdot 0,5 = 9,81 \, \text{N} \] 3. Força normal (N): A força normal é dada por \( N = P \cdot \cos(\theta) \). \[ N = 19,62 \, \text{N} \cdot \cos(30º) = 19,62 \, \text{N} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 16,97 \, \text{N} \] 4. Força de atrito (F_atrito): A força de atrito é dada por \( F_{atrito} = \mu_k \cdot N \). \[ F_{atrito} = 0,1 \cdot 16,97 \, \text{N} \approx 1,697 \, \text{N} \] 5. Força total necessária (F_total): Para que o bloco suba com uma aceleração de \( a = 2 \, \text{m/s}^2 \), usamos a segunda lei de Newton: \[ F_{total} = m \cdot a + P_{\parallel} + F_{atrito} \] \[ F_{total} = 2 \, \text{kg} \cdot 2 \, \text{m/s}^2 + 9,81 \, \text{N} + 1,697 \, \text{N} \] \[ F_{total} = 4 \, \text{N} + 9,81 \, \text{N} + 1,697 \, \text{N} \approx 15,507 \, \text{N} \] Agora, analisando as alternativas: A) 14,14 N B) 16,29 N C) 10,00 N D) 12,24 N A resposta mais próxima do cálculo é a alternativa B) 16,29 N.

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