Exercícios Resolvidos de Atrito Estático

Halliday, David, Fundamentos de física, volume 1 - mecânica, 8 ed. Rio de Janeiro : TLC, 2008, pp. 141-3

Na Fig. 6-15, se a caixa está parada e o ângulo θ entre a horizontal e a força F aumenta, as grandezas a seguir aumentam, diminuem ou permanecem com o mesmo valor: (a) F x ; (b) f s ; (c) F N ; (d) f s , m á x ?

Passo 1

Temos aqui novamente uma questão conceitual, temos que analisar caso a caso. Comecemos com a letra (a).

F x não é nada mais do que a componente de F na horizontal, então:

F x = F c o s θ

Como θ aumenta, cos θ   diminui e F x diminui.

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Passo 2

Agora, na letra (b), vamos analisar a variação de f s , que é a força de atrito que a superfície aplica na caixa.

Aprendemos que a f s nasce quando algum tipo de movimento é incentivado e vai crescendo de acordo com a intensidade da força que gera esse movimento, sempre no sentido oposto. Enquanto não há movimento, f s tem sempre o mesmo módulo da força horizontal aplicada. Portanto:

f s = F x

Se F x diminui, f s diminui.

Passo 3

Já pra letra (c) nos é pedido para avaliar a variação da força normal F N . Sabemos que o chão não vai furar, portanto, a força normal vai sempre responder com o mesmo módulo e com sentido contrário à componente vertical da força F :

F N = F s e n θ

Como θ aumenta, F N aumenta.

Passo 4

Por último, analisaremos a variação de f s , m á x . Aprendemos que a expressão que rege o módulo da força de atrito máximo é dada por:

f s , m á x = μ F N

Como μ é constante e F N aumenta, f s ,   m á x aumenta.

Resposta

  1. F x diminui
  2. f s diminui
  3. F N aumenta
  4. f s , m á x aumenta

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