Um bloco de massa m é arrastado a velocidade constante sobre uma superfície horizontal por uma força aplicada a uma corda com inclinação de theta com a horizontal. qual é o módulo da força de atrito?

Passo 1

Resumo do enunciado e conteúdo
Um bloco de massa m é arrastado com velocidade constante sobre uma superfície horizontal por uma força de módulo F aplicada por uma corda que faz um ângulo theta 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.

Passo 2

Equilíbrio na direção vertical
As forças na vertical são a normal N (para cima), a componente vertical da força aplicada Fsintheta (para cima) e o peso mg (para baixo). Como não há aceleração vertical, temos
N + Fsintheta - mg = 0
Logo,
N = mg - Fsintheta

Passo 3

Equilíbrio na direção horizontal
As forças na horizontal são a componente horizontal da força aplicada Fcostheta (para a frente) e a força de atrito frm at (para trás). Como não há aceleração horizontal,
Fcostheta - frm at = 0
Portanto,
frm at = Fcostheta

Passo 4

Expressão geral com coeficiente de atrito (opcional)
Se o coeficiente de atrito cinético for muk, então por definição
frm at = muk,N = mukl(mg - Fsinthetar)

Resposta

O módulo da força de atrito é
frm at = Fcostheta

Exercícios relacionados