Um bloco de massa
é arrastado a velocidade constante sobre uma superfície horizontal por uma força aplicada a uma corda com inclinação de
com a horizontal. qual é o módulo da força de atrito?
Passo 1
Resumo do enunciado e conteúdo
Um bloco de massa é arrastado com velocidade constante sobre uma superfície horizontal por uma força de módulo
aplicada por uma corda que faz um ângulo
acima da horizontal. Como a velocidade é constante, o bloco está em equilíbrio dinâmico: a soma das forças em cada direção é zero. Vamos decompor a força aplicada em componentes horizontal e vertical e aplicar as condições de equilíbrio para encontrar a força de atrito.
Um bloco de massa
Passo 2
Equilíbrio na direção vertical
As forças na vertical são a normal (para cima), a componente vertical da força aplicada
(para cima) e o peso
(para baixo). Como não há aceleração vertical, temos
As forças na vertical são a normal
Logo,
Passo 3
Equilíbrio na direção horizontal
As forças na horizontal são a componente horizontal da força aplicada (para a frente) e a força de atrito
(para trás). Como não há aceleração horizontal,
As forças na horizontal são a componente horizontal da força aplicada
Portanto,
Passo 4
Expressão geral com coeficiente de atrito (opcional)
Se o coeficiente de atrito cinético for , então por definição
Se o coeficiente de atrito cinético for
Resposta
O módulo da força de atrito é