Exercícios Resolvidos de Atrito Estático

Física 1 - UFF; P1 de 2019.2

10 - Uma caixa com um peso de 50 N repousa sobre uma superfície horizontal. Uma pessoa puxa horizontalmente com uma força de 10 N e ela não se move. Para iniciar o movimento, uma segunda pessoa puxa verticalmente para cima a caixa. Se o coeficiente de atrito estático for 0,4 , qual é a menor força vertical para a qual a caixa se move?

A) 4   N

B) 10   N

C) 14   N

D) 25   N

E) 35   N

Passo 1

Ora, sabemos que a força de atrito é a força que impede o bloco de se deslocar, e que o valor da força de atrito é o produto do coeficiente de atrito pela força normal do bloco:

F a = μ F N   →

Se ninguém fazendo força nenhuma, a força normal é igual à força peso do bloco...

F a = 0,4 ⋅ 50 =

20   N

Então, como já tem uma pessoa fazendo 10 N na horizontal, se a outra pessoa puxasse junto com a ela na horizontal por mais 10 N eles conseguiam fazer o bloco se mover.

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Passo 2

Mas calma jovem, gafanhoto! A segunda pessoa, não está ajudando na horizontal e sim na vertical! A ideia que a segunda pessoa teve foi a seguinte:

“HMM! Se eu levantar o bloco, a força peso visto pelo chão diminui consequentemente a normal diminuirá! Consequentemente, a força de atrito diminuirá de 20 N para 10 N , aí o meu colega que está fazendo essa força vai ser capaz de arrastar esse bloco .

Sacou a ideia? Ao invés de fazer força para aumentar até a força de atrito, ele está pensando em reduzir a força de atrito até o valor da força horizontal:

F a = μ F N - F v

Onde F N é a força normal do bloco ( 50 N ) enquanto que a força vertical é a força f v que temos que encontrar (força que o garoto está fazendo para cima). Ora, a força de atrito necessária para o bloco começar a andar é 10 N (força que o garoto da horizontal está fazendo):

F a = 10 = 0,4 ⋅ ( F N - F v )   →

10 = 0,4 ⋅ ( 50 - F v )   →

Então...

10 = - 0,4 F v + 0,4 ⋅ 50   →

10 - 20 = - 0,4 F v   →

F v = - 10 - 0,4 =

25   N

Ou seja, a ideia dele funciona. O bloco de fato se move, pois a força de atrito se reduz a 10 N . Entretanto, seria melhor ele ajudar o garoto da horizontal, pois aí ele precisaria apenas de 10 N e não de 25 N . Saca?

Mas a resposta aqui é 25 N ! Ele precisa fazer 25 N para cima ;)

Resposta

Letra D.

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