-15 O coeficiente de atrito estático entre o Teflon e ovos mexidos é cerca de 0,04.
Qual é o menor ângulo com a horizontal que faz com que os ovos deslizem no fundo de uma frigideira revestida com Teflon?

Passo 1

O que o problema pede e o que foi dado.
  • Pedido: achar o menor ângulo com a horizontal que faz com que os ovos deslizem no fundo da frigideira.
  • Dado: o coeficiente de atrito estático entre o Teflon e ovos mexidos é \mu_s=0,04.

Passo 2

Entendendo as forças quando a frigideira está inclinada (ideia física).
  • Pense nos ovos como um bloco em um plano inclinado com ângulo \theta em relação à horizontal.
  • Há três forças importantes:
    1. Peso: \vec{P}=m\vec{g} apontando vertical para baixo.
    2. Força normal: \vec{N} perpendicular à superfície (direção normal ao plano).
    3. Força de atrito estático máxima: f_{\max}=\mu_s N, que atua paralelo à superfície, impedindo o deslizamento até um limite.
  • Decompondo o peso nas direções paralela e perpendicular ao plano:
    • Componente paralela (tendência a deslizar): P_{\parallel}=mg\sin\theta.
    • Componente perpendicular (que determina a normal): P_{\perp}=mg\cos\theta.

Passo 3

Condição de início de deslizamento e fórmula fundamental.
  • Enquanto os ovos não deslizarem, a força de atrito estático disponível ajusta-se até f_{\max}.
  • No instante em que começam a deslizar, a componente paralela do peso vence exatamente o atrito máximo:
mg\sin\theta = \mu_s N.
  • Mas N é dado por N = mg\cos\theta. Substituindo:
mg\sin\theta = \mu_s (mg\cos\theta).
  • Cancelando mg (não zero) obtemos a relação simples:
\tan\theta = \mu_s.

Passo 4

Aplicando o valor numérico e como calcular o ângulo na prática.
  • Substituindo \mu_s=0,04 na relação:
\theta = \arctan(0,04).
  • Para \mu_s pequeno, dá para usar a aproximação em radianos \theta\approx\mu_s, ou calcular com mais precisão. Usando a conversão de radianos para graus:
\theta \approx \arctan(0,04)\\ \text{(radianos)} \approx 0,03998\\ \text{rad}.
\theta_{\text{(graus)}} = 0,03998\cdot\frac{180}{\pi}\approx 2,29^\circ.

Passo 5

Interpretação rápida e incentivo.
  • Isso significa que basta inclinar só um pouco a frigideira (apenas alguns graus) para que os ovos comecem a escorregar sobre Teflon — o atrito é muito baixo.
  • Vai dar certo na prova: memorize a relação \tan\theta=\mu_s para problemas de plano inclinado com atrito estático e pratique esse tipo de decomposição de forças.

Resposta

2,29^\circ

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