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
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:
Onde:
-
é o coeficiente de atrito (no caso, 0,6). -
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 .
Passo 4
Vamos calcular a força normal
:
Substituindo os valores:
Passo 5
Agora, vamos calcular a força de atrito
:
Passo 6
Como a velocidade do bloco é constante, a força aplicada
deve ser igual à força de atrito
para que elas se equilibrem. Portanto:
Resposta
A força
que mantém o bloco em movimento constante é de 30 newtons. A opção correta é a letra c) 30.