Question

3) Um bloco de massa m=5 kg sobre uma superficie plana é
puxado por uma forma força de 50 N conforme a figura.
30°
Dados.
p = 0,2.
sen 30° = 0,5
cos 30º = 0,8
g=10m/s?
(1 pt) Determine o valor da força de atrito.​

Answer 1

Resposta:

força de atrito: $f_\mu = 5\,\text{N}$

Explicação:

A força de atrito é o coeficiente do atrito multiplicado pela Normal:

$f_\mu = \mu N$ -----> Eq(1).

A força externa F pode (e deve) ser decomposta em suas componentes paralela (componente x) e perpendicular (componente y) à superfície.

Componente x:  $F_x = F\,\text{cos}(\theta) = 50\,\text{cos}(30^\circ) = 50\cdot0,8 = 40\,\text{N}$,

Componente y: $F_y = F\,\text{sen}(\theta) = 50\,\text{sen}(30^\circ) = 50\cdot0,5 = 25\,\text{N}$.

O peso do bloco é a força com que a Terra puxa o bloco para baixo devido à ação da força gravitacional. Seu valor é:

Força peso: $P = mg= 5\,\text{kg}\cdot10\,\frac{\text{m}}{\text{s}^2} = 50\,\text{N}$.

Por fim, temos que encontrar a força que a superfície exerce perpendicularmente ao bloco, à essa força damos o nome de força Normal. O bloco está em equilíbrio na vertical, isso é a mesma coisa que dizer que o bloco não começa a se levantar da superfície, o bloco quer subir por causa da componente y de F, mas essa componente não tem força suficiente para levantar o bloco, pois o Peso é de 50N e Fy é de 25N, então o bloco não sobe.

Existem três forças atuando no bloco na vertical:

1) componente y de F (aponta para cima),

2) força Peso (aponta para baixo),

3) força Normal (aponta para cima).

Como dito, o bloco está em equilíbrio na vertical, então:

$N+F_y = P$,

então a Normal é:

$N = P - F_y = 50\,\text{N} - 25\,\text{N} = 25\,\text{N}$ -----> Eq(2).

Agora é só substituir a Eq(2) direto na Eq(1) e usar o valor do coeficiente do atrito informado:

$f_\mu = \mu N = 0,2\cdot25\,\text{N} = 5\,\text{N}$.

A força de atrito vale 5 Newtons.