Question

Resolução com cálculos e explicação. 2) Um bloco de peso P=40N está em repouso numa superfície horizontal. Os coeficientes de atrito estático e dinamico, entre o bloco e a superfície, são respectivamente iguais a 0,40 e 0,35. Uma força horizontal de intensidade F aplicada à caixa. Determine a intensidade da força de atrito que age na caixa nos casos:
A) F=10N
B) F=16N
C) F=18N

Answer 1

Observe a figura em anexo.

Dados da questão:

•   coeficiente de atrito estático:  $\mu_e=0,\!40;$

•   coeficiente de atrito cinético:  $\mu_c=0,\!35;$

•   peso do bloco:    $P=40\mathrm{~N};$

•   força normal da superfície sobre o bloco:    $N.$


Como o bloco não é acelerado na vertical, a resultante das forças nesta direção é nula:

$P-N=0\\\\ N=P\\\\ N=40\mathrm{~N}$


•    A força de atrito estático máxima é dada por

$F_{at.e.}=\mu_e\cdot N\\\\ F_{at.e.}=0,\!40\cdot 40\\\\ F_{at.e.}=16\mathrm{~N}$

Este é o máximo atrito que pode atuar sobre o bloco antes de ele começar a se movimentar.


A) $F=10\mathrm{~N}.$

Como $F< F_{at.e.},$ nessa condição o bloco ainda encontra-se em equilíbrio estático. Logo,

$F-F_{at}=0\\\\ F_{at}=F\\\\ \boxed{\begin{array}{c}F_{at}=10\mathrm{~N} \end{array}}$


B) $F=16\mathrm{~N}.$

Aqui $F=F_{at.e.},$ ou seja, o bloco ainda está parado, mas na iminência de começar o movimento:

$F-F_{at}=0\\\\ F_{at}=F\\\\ \boxed{\begin{array}{c}F_{at}=16\mathrm{~N} \end{array}}$


C) $F=18\mathrm{~N}.$

Agora, temos que a força aplicada é maior que a força de atrito estático máxima. Aqui o bloco será acelerado e entrará em movimento.

A força de atrito que estará atuando agora é o atrito cinético:

$F_{at}=\mu_c\cdot N\\\\ F_{at}=0,\!35\cdot 40\\\\ \boxed{\begin{array}{c}F_{at}=14\mathrm{~N} \end{array}}$


Dúvidas? Comente.


Bons estudos! :-)