Enunciado

Uma caixa com bananas pesando 40,0   N está em repouso sobre uma superfície horizontal. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e a superfície é igual a 0,40 , e o coeficiente de atrito

cinético entre a caixa e a superfície é igual a 0,20 . a) Se nenhuma força horizontal for aplicada sobre a caixa, quando ela estiver em repouso, qual será o valor da força de atrito exercida sobre a caixa? b) Se um macaco aplicar uma força horizontal de   6,0   N sobre a caixa, quando ela estiver em repouso, qual será o valor da força de atrito exercida sobre a caixa? c) Qual a força horizontal mínima que o macaco deve aplicar sobre a caixa para que ela comece a se mover? d) Qual a força horizontal mínima que o macaco deve aplicar sobre a caixa para que ela, depois de começar a se mover, possa manter-se em movimento com velocidade constante? e) Se o macaco aplicar sobre a caixa uma força horizontal de 18,0   N , qual será o valor da força de atrito exercida sobre a caixa?

Passo 1

Fala galera! Beleza?! Bora resolver essa questão!

O enunciado pediu pra gente encontrar (a) a força de atrito exercida sobre a caixa quando não tiver nenhuma força agindo, (b) a força de atrito quando tiver uma força de 6,0   N agindo, (c) a força horizontal mínima pra fazer a caixa começar a se mover, (d) a força pra fazer ela se manter em movimento e (e) o valor da força de atrito quando a força horizontal for 18   N .

Bastante coisa, né? Mas a gente vai ver que é bem simples.

Inicialmente, nós temos um caixa em repouso, então as únicas forças verticais atuando nela são a força normal N e o peso P . Logo a força normal na caixa é igual ao seu peso em módulo.

O atrito estático é tão grande quanto necessário para impedir o movimento relativo entre a caixa e a superfície, então ele vai de zero até o valor máximo de f s m á x = μ s ⋅ N .

Se a caixa estiver deslizando, não temos mais o atrito máximo, com isso a força de atrito é o atrito cinético f c = μ c ⋅ N .

Agora vamos organizar os dados e calcular os valores das forças agindo no nosso sistema. Vamos lá!

Passo 2

Então, vamos calcular o atrituto cinético e o atrito estático, respectivamente:

O Atrito Cinético é dado por:

f c = μ c ⋅ N

Então, substituindo os dados do enunciado, temos:

f c = 0,20 ⋅ 40 N

f c = 8 N

Agora o Atrito Estático é dado por:

f s = μ e ⋅ N

Dessa forma, substituindo os valores, vamos ter:

f s = 0,40 ⋅ 40 N

f s = 16 N

E sabemos que o Peso é   P = 40   N .

Agora vamos ao que a questão pede!

Passo 3

a) Se não houver força aplicada, nenhuma força de atrito é necessária para manter a caixa em repouso. Então, temos a força de atrito estático, pois a caixa esta parada.

f s = μ e ⋅ N

f s = 0,40 ⋅ 40 N

f s = 16 N

Logo, para vencer a força de atrito estático deve se aplicar uma força maior que 16   N .

Passo 4

b) Se uma força horizontal de 6,0   N for aplicada à caixa, então a força de atrito agindo será f e = 6,0   N em direção oposta.

Passo 5

c) O macaco deve aplicar uma força igual a do atrito estático (calculado no Passo 2 ). Logo, ele deve exercer uma força de 16   N para começar a vencer o atrito.

Passo 6

d) Uma vez que a caixa começou a se mover, ela possui ação da força atrito cinético, que é dada por:

f c = μ c ⋅ N

f c = 0,20 ⋅ 40 N

f c = 8 N

Logo, é necessário aplicar uma força horizontal de 8 N , em sentido contrário, para mantê-lo em movimento constante.

Passo 7

e) Se ele exercer uma força de 18   N a caixa vai sair do lugar, pois a força de atrito estático é de 16 N .

Então, μ c < μ e (o coeficiente de atrito cinético é menor do que o coeficiente de atrito estátio) e menos força deve ser aplicada à caixa para manter seu movimento do que para coloca-la em movimento.

Valeu, galera! Até a próxima! 😉

Resposta

  1. F > 16 N
  2. f e = 6,0   N
  3. F = 16 N
  4. F = 8 N
  5. μ c < μ e
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um caminhão de entregas está transportando uma caixa de ferramentas, mas ele está sem a porta traseira. A caixa cairá do caminhão se ela começar a deslizar. Os coeficientes de atrito cinético e estáti
Uma caixa de 5,00k g encontra-se em repouso na base de uma rampa com 8,00m de extensão, inclinada a 30,0 ° acima da horizontal. O coeficiente de atrito cinético é μ C = 0,40 , e o coeficiente de atrit
Uma embalagem de 40,0k g está inicialmente em repouso no leito de caminhonete de 1500k g . O coeficiente de atrito estático entre a embalagem e o leito da caminhonete é 0,30 , e o coeficiente de atrit
Algumas pedras rolando aproximam-se da base de uma colina com uma velocidade de 12 m/s. A colina está inclinada em 36º acima do plano horizontal e possui coeficientes de atrito cinético e estático de
Em seu laboratório de física, um bloco de massa m está em repouso sobre uma superfície horizontal. Você prende uma corda leve ao bloco e aplica uma força horizontal à extremidade livre da corda. Então