Você está tentando mover um engradado de 500 N sobre um piso plano. Para iniciar o movimento, você precisa aplicar uma força horizontal de módulo igual a 230 N . Depois da quebra do vínculo e de iniciar o movimento, você necessita apenas de 200 N para manter o movimento com velocidade constante. Qual é o coeficiente de atrito estático e o coeficiente de atrito cinético? Faça os diagramas dos corpos livres nas duas situações.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse problema juntos! A gente tem um engradado pesando 500 N que está parado no chão. Para começar a empurrar e fazê-lo se mover, precisamos aplicar uma força de 230 N. Depois que ele começa a se mover, só precisamos de 200 N para mantê-lo andando na mesma velocidade. Nosso objetivo aqui é descobrir os coeficientes de atrito estático (
) e cinético (
) entre o engradado e o piso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são esses coeficientes de atrito. O coeficiente de atrito estático (
) é uma medida de quanta força é necessária para iniciar o movimento de um objeto que está parado. Já o coeficiente de atrito cinético (
) indica a força necessária para manter o objeto em movimento.
Passo 3
Para calcular o coeficiente de atrito estático (
), usamos a fórmula:
Onde:
-
é a força necessária para iniciar o movimento (230 N). -
é a força normal, que neste caso é igual ao peso do engradado (500 N).
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Agora, isolamos
:
Passo 5
Agora, vamos calcular o coeficiente de atrito cinético (
). A fórmula é semelhante:
Onde:
-
é a força necessária para manter o movimento constante (200 N). -
continua sendo 500 N.
Passo 6
Substituindo os valores na fórmula:
Isolando
:
Passo 7
Agora, vamos falar sobre os diagramas de corpo livre para as duas situações:
-
Para o atrito estático (antes de mover o engradado):
- Força Peso (
) apontando para baixo: 500 N. - Força Normal (
) apontando para cima: 500 N. - Força Aplicada (
) horizontalmente para a direita: 230 N. - Força de Atrito Estático (
) horizontalmente para a esquerda: 230 N.
- Força Peso (
-
Para o atrito cinético (mantendo o movimento):
- Força Peso (
) apontando para baixo: 500 N. - Força Normal (
) apontando para cima: 500 N. - Força Aplicada (
) horizontalmente para a direita: 200 N. - Força de Atrito Cinético (
) horizontalmente para a esquerda: 200 N.
- Força Peso (
Resposta
O coeficiente de atrito estático é
e o coeficiente de atrito cinético é
.