Uma força vertical
é aplicada a um bloco de massa
que está sobre um piso. O que acontece com o módulo da força normal
que o piso exerce sobre o bloco quando o módulo de
aponta (a) para baixo e (b) para cima?
Passo 1
Temos um bloco de massa
em repouso sobre um piso e uma força vertical
aplicada. O conteúdo é equilíbrio de forças (Newton 1ª lei) em direção vertical e vamos precisar do diagrama de corpo livre e do somatório de forças.
Passo 2
Desenhamos o diagrama de corpo livre e listamos as forças: o peso para baixo com módulo
, a força normal
para cima e a força aplicada
na vertical. Definimos o sentido positivo para cima.
Passo 3
Como o bloco está em repouso, aplicamos a condição de equilíbrio:
Passo 4
Escrevemos o somatório em termos dos módulos e sinais:
Passo 5
Isolamos
para obter a expressão geral:
Passo 6
Aqui adotamos
quando a força aponta para cima e
quando aponta para baixo.
Passo 7
Aplicamos aos dois casos:
Para o caso (a),
aponta para baixo, ou seja
. Substituindo em
concluímos que o módulo da normal aumenta.
Passo 8
Para o caso (b),
aponta para cima, ou seja
. Substituindo em
concluímos que o módulo da normal diminui (podendo chegar a zero se
Resposta
(a)
, ou seja, o módulo da normal aumenta. (b)
, ou seja, o módulo da normal diminui (zerando quando
).