Uma caixa de massa 5 kg é arrastada num piso horizontal, com velocidade constante, por uma força, também horizontal, de módulo 20 N. Assinale a alternativa CORRETA (considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s²). *
10 pontos
A) o módulo da força de atrito cinético na caixa é de 50 N.
B) o valor do coeficiente de atrito cinético é 0,4.
C) o valor da força de atrito estático é menor que o cinético.
D) o sentido da ação da força de atrito é o mesmo da força aplica sobre a caixa.
Soluções para a tarefa
Resposta:
D
Explicação:
No exercício, uma caixa é arrastada com velocidade constante por ação de uma força horizontal constante que está sendo aplicada. Em seguida são feitas afirmações sobre o movimento apresentado. Com relação as afirmativas, a alternativa correta é a B.
Para resolver o exercício é necessário aplicar os conhecimentos de dinâmica, envolvendo força de atrito e movimento uniforme.
Força de atrito e movimento uniforme
A força de atrito é uma força que surge do contato entre as superfícies de dois corpos em função das micro imperfeições existentes na superfícies em contato e da força com a qual esses dois corpos estão sujeitos em função do seu contato (força normal).
No exercício, afirma-se que sobre a caixa atua uma força horizontal de 20N e que a velocidade é constante.
Pela segunda Lei de Newton, a força resultante que atua sobre um corpo é igual ao produto de sua massa pela sua aceleração. Como a velocidade é constante, a aceleração é nula. E assim, a força resultante é igual a zero.
A análise é feita separadamente para o eixo horizontal e o vertical.
- Eixo Horizontal
No eixo horizontal, para que a resultante seja zero, a força de atrito (Fc) deve ter o mesmo módulo da força aplicada e sentido contrário . Ainda, como a caixa está se movendo, diz-se que o atrito é cinético.
Com isso, a alternativa A está incorreta, pois o módulo da força de atrito é 20N e não 50N.
E a alternativa D está incorreta, pois o sentido é o oposto ao da força aplicada.
- Eixo Vertical
No eixo vertical, para a resultante ser zero, temos a força peso apontando para baixo e a força normal, apontando para cima, como a mesma intensidade da força peso.
Logo, a força normal tem valor de 50N ().
Utilizando-se da fórmula da força de atrito, pode-se calcular o coeficiente de atrito:
Ou seja, o coeficiente de atrito cinético é igual a 0,4. E a alternativa correta é a B. Ainda, o atrito estático é sempre maior que o atrito cinético, já que o coeficiente de atrito estático é sempre maior que o de atrito cinético (). Com isso, a alternativa C está incorreta.
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