Uma força horizontal
, de
, empurra um bloco de
de peso contra uma parede vertical. O coeficiente de atrito estático entre a parede e o bloco é 0,60 e o coeficiente de atrito cinético é 0,40. Supondo que o bloco esteja na iminência de movimento, qual é o módulo da força que a parede exerce sobre o bloco?
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o exercício diz e o que precisamos usar.
Enunciado resumido: um bloco de peso está encostado numa parede vertical. Empurramos ele com uma força horizontal de
. Os coeficientes de atrito estático e cinético são
e
. O bloco está “na iminência de movimento” (ou seja, a gente assume que a força de atrito estática já chegou ao limite
). Perguntam: qual o módulo da força resultante que a parede exerce sobre o bloco?
Enunciado resumido: um bloco de peso
Conteúdo:
- Força normal (reação perpendicular)
- Atrito estático (até um valor máximo
) - Resultante de duas forças ortogonais
O que vamos precisar:
- Calcular a força normal que o bloco sente da parede;
- Ver qual é a força de atrito estático;
- Combinar essas duas (normal e atrito) como vetores perpendiculares e achar o módulo da resultante.
Passo 2
Força normal
:
Quando a gente empurra o bloco contra a parede com de
na horizontal, essa força é completamente equilibrada pela força normal da parede, que aponta na direção oposta. Logo
Quando a gente empurra o bloco contra a parede com
Isso decorre simplesmente da 1ª Lei de Newton (equilíbrio na direção horizontal).
Passo 3
Força de atrito estático
:
A força de atrito estático impede o bloco de escorregar para baixo e se ajusta até um valor máximo dada por
A força de atrito estático impede o bloco de escorregar para baixo e se ajusta até um valor máximo dada por
Como o bloco pesa
para baixo, a força de atrito estático necessária para mantê-lo parado é exatamente igual ao peso (pois não há outra força vertical agindo), ou seja
Note que
não ultrapassa
, então o bloco realmente fica parado e é “na iminência” de escorregar (mas ainda preso).
Passo 4
Força resultante da parede:
A parede empurra o bloco com duas componentes de força:
A parede empurra o bloco com duas componentes de força:
- Normal
(horizontal) - Atrito
(vertical, para cima)
Para achar o módulo da resultante
, usamos Pitágoras (são perpendiculares):
Resposta
O módulo da força que a parede exerce sobre o bloco é
.