-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?
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
.
Passo 2
Entendendo as forças quando a frigideira está inclinada (ideia física).
- Pense nos ovos como um bloco em um plano inclinado com ângulo
em relação à horizontal. - Há três forças importantes:
- Peso:
apontando vertical para baixo. - Força normal:
perpendicular à superfície (direção normal ao plano). - Força de atrito estático máxima:
, que atua paralelo à superfície, impedindo o deslizamento até um limite.
- Peso:
- Decompondo o peso nas direções paralela e perpendicular ao plano:
- Componente paralela (tendência a deslizar):
. - Componente perpendicular (que determina a normal):
.
- Componente paralela (tendência a deslizar):
Passo 3
Condição de início de deslizamento e fórmula fundamental.
- Enquanto os ovos não deslizarem, a força de atrito estático disponível ajusta-se até
. - No instante em que começam a deslizar, a componente paralela do peso vence exatamente o atrito máximo:
- Mas
é dado por . Substituindo:
- Cancelando
(não zero) obtemos a relação simples:
Passo 4
Aplicando o valor numérico e como calcular o ângulo na prática.
- Substituindo
na relação:
- Para
pequeno, dá para usar a aproximação em radianos , ou calcular com mais precisão. Usando a conversão de radianos para graus:
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
para problemas de plano inclinado com atrito estático e pratique esse tipo de decomposição de forças.