Um bloco de 20 kg está apoiado sobre uma superfície horizontal cujo coeficiente de atrito entre a superfície e o bloco é de 0,3 . Sabendo que o corpo sofre a ação de uma força de 70 N , determine a força de atrito e a aceleração do bloco.

Passo 1

Resumindo o enunciado: temos um bloco de massa m=20\,\mathrm{kg} apoiado numa superfície horizontal com coeficiente de atrito \mu=0,3. Aplica-se uma força horizontal F=70\,\mathrm{N}. O conteúdo é atrito e a segunda lei de Newton; vamos precisar calcular a força normal, a força de atrito (cinético) e a aceleração resultante.

Passo 2

A força normal N equilibra o peso do bloco, então
N = m\,g.
Usando g=9{,}8\,\mathrm{m/s^2},
N = 20 \cdot 9{,}8 = 196\,\mathrm{N}.
A força de atrito máxima (cinético) é
f_{\text{max}} = \mu\,N = 0{,}3 \cdot 196 = 58{,}8\,\mathrm{N}.

Passo 3

Como F = 70\,\mathrm{N} > f_{\text{max}} = 58{,}8\,\mathrm{N}, o bloco se solta e desliza. A força de atrito cinético atinge seu valor máximo, ou seja
f = 58{,}8\,\mathrm{N},
sempre dirigida contra o movimento.

Passo 4

Aplicando a segunda lei de Newton na direção horizontal,
\sum F = F - f = m\,a.
Substituindo F=70\,\mathrm{N}, f=58{,}8\,\mathrm{N} e m=20\,\mathrm{kg},
70 - 58{,}8 = 20\,a \quad\Longrightarrow\quad a = \frac{11{,}2}{20} = 0{,}56\,\mathrm{m/s^2}.

Resposta

Força de atrito: 58{,}8\,\mathrm{N}
Aceleração do bloco: 0{,}56\,\mathrm{m/s^2}

Exercícios relacionados