Exercícios Resolvidos de Atrito Estático + Atrito Cinético

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Enunciado

Uma caixa de 5,00   k g está em repouso sobre uma superfície horizontal. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o par de superfícies são respectivamente 0,50 e 0,20 . Uma força horizontal de 10,0   N é aplicada sobre a caixa. A força de atrito exercida pela superfície sobre a caixa é:

(A) 24,5   N

(B) 9,80   N

(C) 2,50   N

(D) 10,0   N

(E) 14,5   N

Passo 1

Uma caixa está em repouso sobre uma superfície horizontal.

Logo, há uma força peso P → e uma força normal N → que se cancelam na vertical:

Aí, uma força F → horizontal é aplicada na caixa:

Mas existe uma força de atrito que vai agir contra a tendência de deslizamento da caixa, ou seja para a esquerda:

Nós queremos descobrir o valor dessa força de atrito F → a t .

Mas qual é a dúvida?

Lembra que a força de atrito estática tem um valor máximo dado por:

F a t m á x = μ e N

Se a força puxando a caixa ultrapassar esse valor, a caixa entra em movimento e a força de atrito estática vira uma força de atrito cinética, calculado com o outro coeficiente de atrito ( μ c ):

F a t = μ c N

Porém, se a força puxando a caixa não ultrapassar o valor de F a t m á x , a caixa permanece em repouso, pois a força de atrito é capaz de anular a força F → .

Então, basta saber se a força F → ultrapassa ou não a força de atrito estático máxima. Para saber qual tipo de atrito está atuando sobre a caixa.

Passo 2

A força de atrito estática máxima será:

F a t m á x = μ e N

F a t m á x = 0,50 N

Podemos obter essa força normal N a partir do equilíbrio na vertical.

Passo 3

Fazendo o equilíbrio de forças na vertical, temos:

N - P = 0

N = P

N = m g

Substituindo os valores:

N = 5 10

N = 50   N

Assim, a força de atrito máxima será:

F a t m á x = 0,50 50

F a t m á x = 25   N

Portanto, como a força F → é de apenas 10   N , ela não é capaz de ultrapassar o limite máximo do atrito estático e fazer a caixa entrar em movimento.

Passo 4

Assim, a caixa estará em repouso e por isso também há um equilíbrio de forças na horizontal:

F - F a t = 0

F a t = F

F a t = 10   N

Ficamos com a letra (D).

Resposta

Letra (D)

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