Um bloco cuja massa é m repousa sobre outro bloco com massa M; o valor máximo da força de atrito estático entre os dois blocos é representado pelo coeficiente
, o atrito entre o bloco Me a superfície da Terra é ignorado. Encontre a força mínima F que deve ser aplicada a M para que o bloco acima comece a deslizar sobre o primeiro.
Passo 1
O enunciado descreve dois blocos: um de massa
em cima de outro de massa
. O coeficiente de atrito estático entre eles é
e não há atrito entre o bloco de massa
e o chão. Queremos a força mínima
aplicada ao bloco de massa
para que o bloco de massa
comece a deslizar. Vamos usar as leis de Newton e a condição de limite do atrito estático, que é
Passo 2
Enquanto não há deslizamento, os dois blocos movem-se juntos com aceleração comum
. No bloco de massa
, a única força horizontal é a força de atrito
, que o puxa para a direita.
Passo 3
Aplicando a segunda lei de Newton no bloco de massa
,
significa
Passo 4
O atrito estático pode crescer até seu máximo
O deslizamento começa quando
atinge esse valor, ou seja, no limite
Passo 5
Para produzir essa mesma aceleração
no sistema, considere o bloco de massa
: a força
para a direita é equilibrada pelo atrito
para a esquerda, gerando
Como
, temos
Passo 6
Substituindo
em
, obtemos a força mínima