Um objeto tem massa de 1 kg e um coeficiente de atrito estático, com uma parede vertical, de 0,4 . Para manter este objeto junto à parede, sem que ele caia, qual seria a força mínima horizontal a ser aplicada?
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado diz que temos um objeto de massa 1 kg encostado numa parede vertical. O coeficiente de atrito estático entre o objeto e a parede é μₛ = 0,4. A pergunta é: qual a força mínima horizontal que a gente precisa empurrar o objeto contra a parede pra ele não escorregar pra baixo?
Conteúdo: estática (forças em equilíbrio) e atrito estático. Vamos usar as leis de Newton e a fórmula do atrito estático.
Conteúdo: estática (forças em equilíbrio) e atrito estático. Vamos usar as leis de Newton e a fórmula do atrito estático.
Passo 2
Primeiro, vamos listar todas as forças que atuam no objeto:
- Peso para baixo:
. - Força normal (N) horizontal, que é justamente a força que a gente aplica (F).
- Força de atrito estático, que age para cima e impede o objeto de cair.
Como o objeto está em repouso, a soma das forças em cada direção tem que ser zero.
Passo 3
Na vertical: a força de atrito estático
aponta pra cima e equilibra o peso pra baixo. Logo:
Mas a gente sabe que o atrito estático máximo vale
Como queremos justamente o mínimo de força horizontal para gerar atrito suficiente, assumimos
. E, no nosso caso, a normal
é a força horizontal que aplicamos, que vamos chamar de
.
Passo 4
Substituindo:
Agora é só colocar os valores:
Então
Resposta
A força mínima horizontal é