- Uma mala de 40 kg está sobre o piso de um caminhão que se move para a direita. O coeficiente de atrito estático entre a mala e o piso do caminhão é 0,30 e o cinético é 0,20 . Determinar a intensidade e o sentido da força de atrito que surge quando (a) o caminhão está sendo acelerado a
, (b) está sendo retardado a
.
Passo 1
Beleza, vamos lá. O enunciado diz que uma mala de massa
está apoiada no piso de um caminhão que se movimenta para a direita. Sabemos que o coeficiente de atrito estático é
e o coeficiente de atrito cinético é
. Pedem a intensidade e o sentido da força de atrito quando:
a) o caminhão acelera pra direita a
b) o caminhão freia (retarda) a
a) o caminhão acelera pra direita a
b) o caminhão freia (retarda) a
Conteúdo envolvido:
- Força de atrito estático e cinético (
, ) - Segunda Lei de Newton (
) - Diagrama de forças (peso, normal e atrito)
O que vamos precisar: calcular a força máxima de atrito estático, comparar com a força necessária pra manter a mala presa (
), e se “passar do limite”, usar atrito cinético.
Passo 2
Resolvendo o item (a): caminhão acelera pra direita com
.
- Desenho mental: a mala tende a ficar “para trás” quando o caminhão acelera pra frente, então a força de atrito precisa puxá-la pra frente (direita) para acelerar junto.
- Normal e peso:
- Peso:
- Normal:
(sem inclinação)
- Peso:
- Atrito estático máximo:
- Força necessária pra dar a aceleração de
na mala: - Como
, a mala não escorrega. Logo, aplica-se atrito estático com módulo igual a . - Sentido: para a direita, pois precisa “puxar” a mala na direção da aceleração do caminhão.
Passo 3
Resolvendo o item (b): caminhão retarda a
(ou seja, acelera pra esquerda em relação ao movimento original para a direita).
- Agora a mala tende a continuar para a frente (direita) quando o caminhão “freia”. Para ela não escorregar, o atrito teria que segurá-la, apontando para a esquerda.
- Força necessária pra desacelerar a mala:
- Ainda temos o mesmo
. Como , o atrito estático não dá conta e a mala escorrega. - Agora entra o atrito cinético, com módulo:
- Sentido do atrito cinético: sempre oposto ao deslizamento relativo. A mala escorrega para a direita (relativo ao caminhão), então
fica pra esquerda.
Resposta
(a)
, para a direita (atrito estático).
(b) , para a esquerda (atrito cinético).
(b)