Um bloco, de massa 5 kg, está se movendo com velocidade constante de 2 m/s, num plano horizontal, sob a ação da força constante e horizontal F. Se o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano vale μ=0,6, e a aceleração da gravidade 10 m/s², então o módulo de F, em newtons, vale:
a) 10
b) 20
c) 30
d) 40
e) 50

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um bloco de 5 kg que está se movendo numa velocidade constante de 2 m/s sobre um plano horizontal. Tem uma força constante e horizontal, chamada F, agindo sobre ele. Além disso, o bloco enfrenta atrito com o plano, e o coeficiente de atrito é 0,6. A gravidade está em 10 m/s². Nosso objetivo aqui é descobrir qual o valor da força F que mantém o bloco nessa velocidade constante. Para resolver isso, vamos precisar das leis de Newton, especialmente a que fala sobre equilíbrio de forças quando a velocidade é constante.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que, se o bloco está se movendo com velocidade constante, isso significa que não há aceleração. De acordo com a primeira lei de Newton, se não há aceleração, a força total que age no objeto é zero. Ou seja, a força que você está aplicando (F) está equilibrando exatamente a força de atrito que tenta parar o bloco.

Passo 3

Agora, precisamos entender como calcular a força de atrito. A força de atrito (f) que age contra o movimento é dada pela fórmula:
f = mu times N
Onde:
  • mu é o coeficiente de atrito (no caso, 0,6).
  • N é a força normal, que é a força que a superfície exerce para sustentar o peso do objeto. Em um plano horizontal, essa força é igual ao peso do objeto, que é m times g.

Passo 4

Vamos calcular a força normal N:
N = m times g
Substituindo os valores:
N = 5,kg times 10,m/s² = 50,N ²

Passo 5

Agora, vamos calcular a força de atrito f:
f = mu times N
f = 0,6 times 50,N = 30,N

Passo 6

Como a velocidade do bloco é constante, a força aplicada F deve ser igual à força de atrito f para que elas se equilibrem. Portanto:
F = f = 30,N

Resposta

A força F que mantém o bloco em movimento constante é de 30 newtons. A opção correta é a letra c) 30.

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