Um bloco de massa m está em repouso sobre uma superfície horizontal rugosa. Uma força F é aplicada paralelamente à superfície.
Determine as condições para que o bloco entre em movimento.

Passo 1

Resumo do enunciado: temos um bloco de massa parado sobre uma superfície horizontal rugosa. Aplicamos uma força horizontal .
Conteúdo da matéria: atrito estático e leis de Newton (equilíbrio de forças).
O que vamos precisar:
  • Identificar todas as forças que atuam no bloco.
  • Saber que a força de atrito estático máxima é .
  • Estabelecer as condições de equilíbrio e o momento em que elas “quebram”.

Passo 2

Quais forças atuam no bloco?
  1. Peso: , para baixo.
  2. Força normal: , para cima, igual em módulo ao peso enquanto não houver aceleração vertical.
  3. Força aplicada: , para a direita.
  4. Força de atrito estático: , para a esquerda, ajustando-se até um máximo .

Passo 3

Equilíbrio antes do movimento
  • No eixo vertical: .
  • No eixo horizontal: , desde que não exceda .
Aqui a ideia é que a força de atrito estático “se opõe” exatamente a até o limite .

Passo 4

Critério de início do movimento
  • A condição para o bloco sair do lugar é a força aplicada F > fs,max = mus,N = mus,m,g ultrapassar o máximo atrito estático:
  • Se , o atrito consegue “segurar” o bloco e ele permanece parado.

Resposta

O bloco entra em movimento exatamente quando
F > mus,m,g

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