Um bloco de borracha de massa 5,0 kg está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. O gráfico representa como varia a força de atrito sobre o bloco quando sobre ele atua uma força F de intensidade variável paralela à superfície. Calcule o coeficiente de atrito estático entre a borracha e a superfície, e a aceleração adquirida pelo bloco quando a intensidade da força atinge 30N.
Soluções para a tarefa
Resposta:
Coeficiente de atrito estático: 0,3
Aceleração do bloco: 4,0 m/s²
Explicação:
Vamos lá:
Que fórmula relaciona o coeficiente de atrito estático com as grandezas físicas disponibilizadas pelo gráfico?
Fat,e = ue . Fn
Fat, e → força de atrito estático
Ue → Coeficiente de atrito estático
Fn → força normal
Fat ele nos dá a partir do gráfico → Fat = 15 newtons
Força Normal nada mais é do que a massa multiplicada pela gravidade, nesse caso, portanto Fn = 5,0 kg . 10 m/s² = 50 newtons.
Fat,e = ue . Fn
Ue = Fat / Fn
Ue = 0,3
Para descobrir a aceleração deve-se ter em mente que uma força F(N) empurra o bloco em uma direção e sentido, e, por definição, a Força de Atrito atua no sentido oposto ao movimento.
Quando duas forças agem sobre um mesmo corpo, deve-se achar a Força Resultante destas duas, para podermos calcular a aceleração do bloco, pois F = massa . aceleração
Como as duas forças, F(N) e Fat tem mesma direção e sentidos opostos, temos que: Fr = F(N) - Fat
Fr = 30(N) - 10N
Fr = 20N
Observe que, segundo o gráfico do exercício, quando a força F(N) ultrapassa 15N a força de atrito torna-se constante, sendo seu módulo igual à 10 N.
Portanto, para F(N) = 30N, Fat corresponderá a 10N
Sabendo da força resultante entre as duas, podemos calcular a aceleração do bloco:
F = m . a
20N = 5 . a
a = 20N / 5
a = 4 m/s²
Fiz bem mastigadinho porque física é um negócio do cão e só assim pra alguém que ainda está aprendendo conseguir entender.