Question

Quando você empurra uma caixa para cima de uma rampa, a força que você exerce empurrando horizontalmente é maior ou menor o que a força que você exerce empurrando paralelamente ao plano da força? Porque?

Answer 1

Bom dia!

Note que no enunciado tu usastes "maior ou menor"; isso dá margem para respostas diferentes. Te responderei com as duas possíveis situações:

1) Quando a força é a mesma (você aplica a mesma força empurrando horizontalmente e no plano inclinado):

Basicamente porque quando você está numa situação de plano inclinado, a força que você aplica horizontalmente é dividida em duas componentes: a vertical e a horizontal. Isso porque a direção de atuação da força é diferente da direção de movimento. Matematicamente, no caso de um plano inclinado, a força horizontal é "diminuída" por um fator que depende do cosseno do ângulo formado entre o plano horizontal e o plano da aplicação da força.

2) Quando você deseja obter a mesma aceleração para ambos os casos (a força pode variar para se adequar a aceleração desejada)

Nesse caso, temos que a força a ser aplicada no bloco que se encontra no plano inclinado deve ser MAIOR que a força aplicada no bloco que se encontra no plano horizontal. Como vimos antes, a força aplicada horizontalmente no bloco do plano inclinado é "diminuída" por um fator cos(Ф), sendo Ф o ângulo entre o plano inclinado e o horizontal. Assim, para se obter a MESMA aceleração nos dois casos, temos de compensar essa diminuição; portanto, para se obter a mesma aceleração do bloco nos dois casos, a força aplicada no bloco do plano inclinado deve ser maior.

Abraço!