Question

Bancos para piano têm seu assento circular montado sobre um longo parafuso, para que o pianista possa ajustar a altura adequada. Sobre um desses banquinhos, foi deixada uma pequena caixa de madeira em uma posição afastada do centro do assento. Visto de cima, quando o assento do banco é girado no sentido horário, a altura em relação ao chão é diminuída e, girando no sentido anti-horário, o assento sobe. Dado: massa da caixa de madeira = 0,5 kg a) Girando o assento cada vez mais rápido, a partir de certa velocidade, a caixa começa a deslizar. Em qual das situações, girando no sentido horário ou no sentido anti-horário, a intensidade da força de atrito que ocorrerá entre a caixa e o assento do banco será maior? Justifique sua resposta. b) Determine o valor da força de atrito que atua sobre a pequena caixa de madeira quando ela, a 10 cm do centro de rotação do assento, devido à rotação, movimenta-se, sem escorregamento, com velocidade escalar constante de intensidade 20 cm/s.

#UFPR
#VESTIBULAR

Answer 1

a) No sentido anti-horário, a intensidade da força de atrito que ocorrerá entre a caixa e o assento do banco será maior.

b) O valor da força de atrito é de 0,2 Newons.

A força de atrito que uma superfície exerce sobre um corpo pode ser calculada por meio da seguinte equação -

Fat = μ. N

Onde,

μ = coeficiente de atrito

N = normal da superfície com o corpo

Quando o banco está descendo, a força resultante aponta para baixo, logo o peso é maior do que o peso aparente (Normal).  

Quando o banco está subindo,  girando no sentido anti-horário, a força resultante aponta para cima, logo o peso aparente (Normal) é maior do que o peso real.  Como a força de atrito é diretamente proporcional à força normal, nesse caso ela será maior.

Quando a pequena caixa está girando com velocidade escalar constante, podemos afirmar que a força de atrito equivale à força centrípeta.

Fat = Fc

Fat = m.V²/R

Fat = 0,5. 0,20²/0,10

Fat = 0,2 Newtons