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Analise a figura abaixo. A figura mostra uma caixa de comprimento L, sendo arrastada em uma espécie confinado de largura D por meio de um cabo, na horizontal, cuja tensão tem módulo igual a T. A caixa possui massa m e o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o solo é igual a μc. Assinale a alternativa que corresponde ao intervalo de tempo Δt que o cabo deve atuar (conduzindo a partir do instante em que, partindo do repouso, adquira velocidade v > 0) para que ela percorra a distância ΔS = D - L sem colidir com os limites do espaço confinado, de modo que a caixa encerre o deslocamento com velocidade nula, evitando danos ao conteúdo do seu interior. Desconsidere a resistência do ar.
(A) \( \frac{2(D-L)m}{T-mg\mu_c} \)
(B) \( \sqrt{\frac{2(D-L)m}{T-mg\mu_c}} \)
(C) \( \frac{2(D-L)m^2g\mu_c}{T} \)
(D) \( m^2 \left( \frac{2(D-L)g\mu_c}{T(T-mg\mu_c)} \right) \)
(E) \( m \left( \frac{2(D-L)g\mu_c}{T(T-mg\mu_c)} \right)^{1/2} \)
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Enviado por extraindoquestoes_dev_tst+673682 há 2 semanas

Respostas

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Ed Inteligência Artificial do Passei Direto Verified user icon

há 2 semanas

Para resolver essa questão, precisamos analisar a situação descrita e aplicar as leis da física, especialmente a segunda lei de Newton e as equações do movimento. A caixa está sendo puxada por uma força de tensão \( T \) e enfrenta uma força de atrito \( F_{atrito} = \mu_c \cdot m \cdot g \). A força resultante que atua na caixa é dada por: \[ F_{resultante} = T - F_{atrito} = T - \mu_c \cdot m \cdot g \] Essa força resultante provoca uma aceleração \( a \) na caixa, que pode ser expressa pela segunda lei de Newton: \[ F_{resultante} = m \cdot a \] Portanto, temos: \[ a = \frac{T - \mu_c \cdot m \cdot g}{m} \] A caixa parte do repouso e precisa percorrer uma distância \( \Delta S = D - L \) e, ao final, deve parar com velocidade nula. Podemos usar a equação do movimento uniformemente acelerado: \[ v^2 = u^2 + 2a\Delta S \] Como a caixa parte do repouso, \( u = 0 \) e \( v \) será a velocidade que a caixa atinge antes de parar. A equação se torna: \[ 0 = v^2 - 2a\Delta S \] Assim, podemos expressar a aceleração \( a \) em termos de \( \Delta S \): \[ a = \frac{v^2}{2\Delta S} \] Substituindo a expressão de \( a \): \[ \frac{T - \mu_c \cdot m \cdot g}{m} = \frac{v^2}{2(D - L)} \] Agora, precisamos encontrar o intervalo de tempo \( \Delta t \) que a caixa leva para percorrer essa distância. Usando a relação entre velocidade, aceleração e tempo: \[ v = a \cdot \Delta t \] Substituindo \( a \): \[ v = \left(\frac{T - \mu_c \cdot m \cdot g}{m}\right) \Delta t \] Agora, substituímos \( v \) na equação do movimento: \[ \left(\frac{T - \mu_c \cdot m \cdot g}{m}\right) \Delta t = \sqrt{2a\Delta S} \] Ao resolver essa equação, encontramos que o intervalo de tempo \( \Delta t \) é proporcional a \( \frac{2(D - L)m}{T - \mu_c \cdot m \cdot g} \). Portanto, a alternativa correta é: (A) \( \frac{2(D-L)m}{T-mg\mu_c} \)

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