Question

Um corpo de massa 10 kg está inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o corpo e a superfície é µe = 0, 3 e o coeficiente de atrito cinético é µc = 0, 2. A aceleração da gravidade é g = 9, 8 m/s2 . Aplica-se ao corpo uma força horizontal F~ .
a) Qual é a magnitude da força de atrito que atua sobre o bloco se F=20 N?
b) Qual é a magnitude da força resultante que atua sobre o bloco se F=20 N?
c) Qual é a magnitude da força de atrito na iminência do movimento?
d) Qual é a magnitude da força resultante na iminência do movimento?
e) Qual é a magnitude da força de atrito que atua sobre o bloco se F=60 N?
f) Qual é a magnitude da força resultante que atua sobre o bloco se F=60 N?

Answer 1

A magnitude das forças de atrito no bloco seguem a equação $F_{at}=N\mu$, sendo N a força normal e $\mu$ o coeficiente de atrito envolvido.

Segunda Lei de Newton para movimentos com atrito

Para encontrarmos a resposta de cada letra precisamos primeiro entender que cada força de atrito atua em condições diferentes do movimento:

• A força de atrito cinética atua quando o objeto está em movimento, ou seja, velocidade diferente de zero.
• A força de atrito estática atua quando o corpo está em repouso, então para colocar esse objeto em movimento a força horizontal $F~$~ deverá ser maior que a de atrito estático máxima, que impede o bloco de entrar em movimento.

a) Primeiro precisamos saber qual a força de atrito estática máxima. Essa é a força que nos diz o mínimo de valor que F~ deverá ter para colocar o corpo em movimento. Caso seja menor que 20N, então a força F~ consiguirá colocar o bloco em movimento e então o atrito que passará a existir será o cinético, caso seja maior que 20N então o corpo continuará em repouso e a força de atrito estático será igual a F~ mas em sentido contrário, anulando assim um possível movimento.

$F_{est.max.}=N\mu_e=98*0,3=29,4N$

Ou seja, o bloco não entra em movimento e a força de atrito será estática e contrária a F~:

$F~=20N\\F_{est}=-20N$

* Lembrando que nesse caso a força normal é igual ao peso:

N = P = mg

N = 10 * 9,8 = 98 N

b) Caso F~ seja 20N já sabemos que ainda não consiguirá colocar o bloco em movimento devido ao valor da força de atrito estático máxima. Portanto a força resultante é nula, objeto está em repouso.

c) A força de atrito na iminência do movimento é exatamente o que chamamos de força de atrito estática máxima! Calculada na letra a.

d) Na iminência do movimento o objeto continua em repouso e está no seu limite entre atrito estático e cinético. Assim, a força resultante continua nula (não há movimento).

e) Como 60N é maior que 29,4N então conseguimos tirar o bloco do repouso! Agora a força de atrito que passa a atuar é a de atrito cinético, que calculamos da forma:

$F_{cin.}=N*\mu_c=98*0,2=19,6 N$

f) Nesse caso temos F~ apontando para um sentido, e a força de atrito cinético calculada acima apontando contrariamente. Logo a força resultante será:

$F_R=60-19,6= 40,4 N$

Saiba mais sobre Leis de Newton em: https://brainly.com.br/tarefa/204289

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