Lista de Exercícios Resolvidos de Força de Atrito

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Um tijolo está em repouso sobre uma superfície áspera inclinada, conforme a figura. A força de atrito agindo sobre o tijolo é

  1. Zero.
  2. Igual ao peso do tijolo.
  3. Maior do que o peso do tijolo.
  4. Menor que o peso do tijolo.
  5. Tanto menor quanto maior a inclinação da superfície.

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Dois blocos de mesmo formato estão dispostos como na figura abaixo.

Considera-se que o bloco de cima tem massa M , e o de baixo, massa 2 M . Aplicando-se uma força no bloco de baixo, na direção horizontal, de modo a movimentá-lo, e considerando-se que o atrito entre os blocos é nulo, espera-se que

a ) Ambos os blocos se movam na mesma direção da força aplicada.

b ) ambos os blocos se movam na mesma direção da força aplicada, mas em sentidos opostos.

c ) o bloco de cima caia, pois não será arrastado junto com o bloco de baixo.

d ) o bloco de baixo adquira metade da velocidade do bloco de cima.

e ) o bloco de cima adquira metade da velocidade do bloco de baixo.

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Na Fig. 6-30, uma caixa de cereal Cheerios (massa m c = 1,0   k g ) e uma caixa de cereal Wheaties(massa m w = 3,0   k g ) são aceleradas sobre uma superfície horizontal por uma força F → aplicada a caixa de cereal Cheerios. O módulo da força de atrito que age sobre a caixa de Cheerios é de 2,0   N , e o módulo da força de atrito que age sobre a caixa de Wheaties é de 4,0   N . Se o módulo de F → é de 12   N , qual é o módulo da força que a caixa de Cheerios exerce sobre a caixa de Wheaties?

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Um bloco encontra-se em repouso sobre um plano inclinado como indicado na figura. Dentre os diagramas I ,   I I ,   I I I e I V , o que melhor representa (ilustrada por uma seta) a força total que o bloco exerce sobre o plano inclinado é

(a) nenhum dos diagramas;

(b) I ;

(c) I I ;

(d) I I I ;

(e) I V ;

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Um bloco encontra-se em repouso sobre um plano inclinado como indicado na figura. Dentre os diagramas I ,   I I ,   I I I e I V , o que melhor representa (ilustrada por uma seta) a força total que o bloco exerce sobre o plano inclinado é

(a) nenhum dos diagramas;

(b) I ;

(c) I I ;

(d) I I I ;

(e) I V ;

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Um corpo de massa m = 2,00   k g parte do repouso no ponto A , situado a uma altura h sobre uma rampa curva e com atrito desprezível. Admita a energia potencial gravitacional como sendo nula em A . O corpo chega ao final da rampa em B com velocidade v B = 43,2   K m / h , onde se inicia um trecho horizontal B C com comprimento d = 10,0   m . Neste trecho B C , o coeficiente de atrito cinético entre o corpo e a superfície cresce linearmente com a posição x , tal que μ x = 0,04 x . Após o ponto C o corpo choca-se com uma mola ideal de constante elástica S = 2000   N / m e a comprime uma distância X até parar. Durante a compressão da mola, o coeficiente de atrito cinético entre o corpo e a superfície é constante e vale μ C = 0,15 . Utilize considerações de trabalho e energia para responder as perguntas abaixo.

a) Calcule o valor da energia potencial gravitacional do corpo em B .

b) Esboce o gráfico do módulo da força de atrito cinético versus a distância percorrida pelo corpo no trecho B C e calcule o módulo da velocidade v C que o corpo possui ao atingir a mola em C .

c) Usando o Teorema do trabalho-energia cinética, calcule a compressão X sofrida pela mola em centímetros.

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Um bloco está em repouso sobre um plano inclinado de um ângulo θ com a horizontal, conforme a figura.

Qual dos vetores abaixo melhor representa a força total que o bloco exerce sobre o plano inclinado?

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Um tijolo se move sobre uma superfície horizontal sob a ação do atrito com a superfície. Qual das seguintes ações aumentará a força de atrito sobre ele:

a) Aumentar a área de contato

b) Diminuir a área de contato

c) Diminuir a massa do tijolo

d) Colocar um segundo tijolo sobre ele

e) Nenhuma das anteriores

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Um bloco está localizado em uma madeira plana e rugosa. É encontrado que quando o plano é inclinado de 30o com a horizontal, o bloco desliza para baixo com velocidade constante. O coeficiente de atrito cinético do bloco com o plano é:

  1. s e n ⁡ ( 30 ° )
  2. c o s ⁡ ( 30 ° )
  3. s e n ⁡ ( 6 0 ° )
  4. t a n ⁡ ( 30 ° )
  5. t a n ⁡ ( 6 0 ° )

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Um carro está movendo-se a uma velocidade de 15 m/s numa estrada horizontal. Os freios são acionados, as rodas travam e o carro freia durante 4,0s até parar. O coeficiente de atrito dinâmico entre os pneus e o solo é:

a) 0,76

b) 0,92

c) 1,11

d) 0,69

e) 0,38

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Um bloco de massa M = 35,0 kg encontra-se no topo de um plano inclinado de altura H = 300 cm (sem atrito), o qual faz um ângulo θ = 30° com a horizontal. O bloco está em repouso no ponto A, atingindo o plano horizontal no ponto B com uma velocidade v → b . A partir do ponto B, o bloco desliza sobre uma superfície rugosa com coeficiente cinético μ= 0,4. Após percorrer uma distância X = 5,0 m, o bloco atinge o ponto C com velocidade v → c , passando a interagir com uma mola horizontal de constante elástica k, sendo parado no ponto D após a mola sofrer uma deformação d. ( g = 9,8 m / s 2 )

  1. Calcule o módulo da força normal sobre o bloco no trecho A B - . A força normal representa a reação à força peso? Justifique conceitualmente.
  2. Determine o módulo da aceleração do bloco ao longo do plano inclinado (trecho A B - ). Ela tem o mesmo valor que no trecho B C - ? Justifique.
  3. Determine o módulo da força de atrito sofrida pelo bloco ao percorrer o plano horizontal no trecho B C - . O valor da força de atrito no trecho C D - é o mesmo que no trecho B C - ? Justifique.
  4. Determine os módulos de v b e v c

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Um caminhão parte do repouso e se movimenta sobre uma estrada reta e horizontal para a direita, com aceleração constante, como mostra a figura. Ele transporta em sua caçamba um caixote que permanece parado em relação ao caminhão. O sistema de forças que age sobre o caixote, para um observador em repouso na estrada, é corretamente representado por:

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Em uma superfície horizontal e encerada, uma pessoa de massa m tenta empurrar uma caixa de massa M aplicando sobre ela uma força horizontal. O coeficiente de atrito estático entre os pés da pessoa e a superfície é 5 vezes maior que o coeficiente de atrito estático entre a caixa e a superfície. Qual relação abaixo estabelece um limite para que o homem consiga mover a caixa?

a) M   <   25 m

b) M   <   m / 5

c) M   >   m / 25

d) M   <   m

e) M   <   5 m

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Uma pessoa caminha, subindo um plano inclinado, com velocidade constante. Só atuam sobre a pessoa as forças peso, normal e a de atrito que o plano inclinado exerce sobre ela. É correto afirmar que a força de atrito que o plano exerce sobre o pé da pessoa:

(a) É paralela ao plano, no sentido da velocidade da pessoa.

(b) É paralela ao plano, no sentido contrário ao da velocidade da pessoa.

(c) É perpendicular ao plano, no sentido da força normal.

(d) É perpendicular ao plano, no sentido contrário ao da força normal.

(e) Tem a mesma direção mas sentido contrário ao da força peso.

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[ENUNCIADO COMUM ÀS QUESTÕES 5 e 6]

Um bloco de massa m está em movimento ao longo da superfície de um plano inclinado que faz um ângulo θ com a horizontal e está submetido a uma força F → .

[QUESTÃO 5]

Sabendo que a força de atrito tem módulo F a t e sentido de baixo para cima do plano inclinado, g é a aceleração da gravidade e F = F → , então o módulo da aceleração do bloco é

(a) m g s e n θ - F - F a t m

(b) F - F a t - m g s e n θ m

(c) m g s e n θ - F + F a t m

(d) F + F a t - m g c o s θ m

(e) F - F a t - m g c o s θ m

(f) F + F a t + m g c o s θ m

(g) m g + F - F a t m

(h) F + F a t - m g m

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Qual das seguintes observações sobre força de atrito está incorreta?

a ) O módulo da forcá de atrito cinético é sempre proporcional à força normal.

b ) O módulo da força de atrito estático é sempre proporcional à força normal.

c ) O módulo da força de atrito estático é sempre proporcional à força externa aplicada.

d ) O sentido da força de atrito cinético é sempre oposto ao sentido do movimento do objeto em relação à superfície que se move.

e ) O módulo das forcás de atrito depende do grau de rugosidade do par de superfícies em contao.

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Uma força horizontal de 12 N empurra um bloco de 0,5 kg contra uma parede vertical. Considere que, inicialmente o bloco está em repouso. Supondo que os coeficientes de atrito são: o estático μ" = 0,6 e o dinâmico μ# = 0,3, qual das expressões seguintes é verdadeira? Considere g = 10m/s2

a) O bloco vai começar a mover-se e vai acelerar

b) Se o bloco começara a mover-se para baixo, ele vai desacelerar

c) A força normal é 5,0 N

d) A força de atrito é 5,0 N

e) A força de atrito é 7,2 N

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Um tijolo está em repouso sobre uma superfície áspera inclinada, conforme a figura. A força de atrito agindo sobre o tijolo é

  1. Zero.
  2. Igual ao peso do tijolo.
  3. Maior do que o peso do tijolo.
  4. Menor que o peso do tijolo.
  5. Tanto menor quanto maior a inclinação da superfície.

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Na figura abaixo, a força aplicada sobre a caixa tem módulo constante igual a 380   N . A massa da caixa é 43   k g . Existe atrito entre o solo e a caixa. O coeficiente de atrito cinético é igual a 0,47.

a) Represente o diagrama de corpo livre da caixa (colocando as forças que agem sobre a caixa na origem do sistema de coordenadas indicado).

b) Calcule o vetor força (usando vetores unitários) que o solo faz sobre a caixa.

c) Calcule o vetor aceleração da caixa.

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Um estudante empurra uma caixa de 16   k g sobre o chão a uma velocidade constante. Ele empurra com uma força de 50   N que faz um ângulo de 35 ° em relação à horizontal, como mostrado no diagrama abaixo, à esquerda. Se ao invés de empurrar a caixa, o estudante passa a puxá-la mantendo a força no mesmo ângulo e mesmo módulo, como indicado à direita da figura, o que acontecerá com a força de atrito?

a) Ela deve aumentar.

b) Ela deve diminuir.

c) Ela deve permanecer a mesma.

d) Irá aumentar se a velocidade for maior do que 3,1   m / s .

e) Irá aumentar se a velocidade for inferior a 3,1   m / s .

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Uma pessoa está na extremidade de um pequeno barco, que flutua nas águas calmas de uma lagoa. Despreze o atrito entre o barco e a lagoa. Inicialmente estão todos em repouso. Para um observador em repouso, às margens da lagoa, quando a pessoa caminha para a outra extremidade do barco é correto afirmar que:

  1. Enquanto a pessoa caminha, ela e o barco se deslocam, em sentidos opostos.
  2. A pessoa permanece em repouso enquanto o barco se movimenta.
  3. Há movimento da posição do centro de massa do sistema pessoa-barco apenas enquanto a pessoa se desloca.
  4. Após a pessoa chegar do lado oposto do barco, o barco passa a se mover no mesmo sentido em que a pessoa caminhou.
  5. O barco permanece em repouso enquanto a pessoa se move.

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Um tijolo repousa sobre uma superfície rugosa e inclinada como mostrado na figura. O módulo da força de atrito que atua no tijolo é:

(A) Zero

(B) Igual ao módulo da força peso sobre o tijolo.

(C) Pode ser maior que o módulo da força peso sobre o tijolo.

(D) Deve ser menor que o módulo da força peso sobre o tijolo.

(E) Depende apenas da inclinação do plano inclinado.

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Conteúdos Complementares

Fórmulas de Força de Atrito

Fórmula da Força de Atrito