Enunciado

Um caminhão viaja ao longo de uma estrada horizontal reta, carregando vários objetos. Se o caminhão está aumentando sua rapidez, quais são as forças que, atuando sobre os objetos, também fazem com que eles aumentem de rapidez? Explique por que alguns objetos podem continuar em repouso sobre o piso, enquanto outros podem escorregar para trás sobre o piso.

Passo 1

Olá, querido! Tá bem? Vamos entender o que ele quer.

Temos um caminhão que carrega vários objetos e que anda em linha reta. Ele diz que o caminhão tem sua rapidez aumentando. Ou seja, esse cara tem uma aceleração.

E aí a pergunta é: como esses objetos dentro do caminhão adquirem essa mesma aceleração? Que forças fazem esse trabalho? E por que alguns objetos vão ficar parados dentro do piso do caminhão e outros vão escorregar?

Vamos refletir!

Passo 2

Para analisar as forças que atuam sobre um objeto dentro de um caminhão é uma boa a gente fazer o diagrama de corpo livre dele, né? Que forças estão agindo sobre ele?

Temos a força peso (força vertical para baixo), porque ele está sobre ação da gravidade.

Como ele está sobre o piso do caminhão temos duas forças que vêm desse contato. A primeira é a força normal. A força normal é vertical para cima. A segunda é a força de atrito entre o piso do caminhão e o objeto.

E a força de atrito é horizontal. Para que sentido? Se a gente imaginar que o caminhão acelera para a direita, temos que o objeto desliza para o fundo do caminhão, ou seja, para a esquerda. A força de atrito quer parar esse movimento de deslizamento. Então ela vai estar para a direita.

Nosso diagrama do objeto fica:

Vamos perceber duas coisas. A força peso e a normal não são um par ação reação, mas terão a mesma intensidade, para que o objeto esteja em equilíbrio na vertical (ele não se move verticalmente).

Já na horizontal, o objeto não está em equilíbrio. A força de atrito é o que permite que o objeto continue se movendo junto com o caminhão. Sem ela, ele deslizaria para trás, mas ela o puxa no sentido da aceleração do caminhão.

Passo 3

E por que alguns objetos ficam parados dentro do caminhão e outros acabam deslizando?

Cara, essa força de atrito que se opõe ao movimento pode ser de dois tipos. Ela pode ser de atrito estático ou cinético.

A de atrito estático depende do coeficiente de atrito estático μ e entre o objeto e o piso do caminhão. Se esse carinha for grande o suficiente, a força de atrito vai ser grande o suficiente para manter o objeto parado.

Mas e se não for? Aí entra em ação a força de atrito cinético. O objeto vai começar a se mover para esquerda. E o que essa força vai fazer é só diminuir a velocidade desse movimento. Mas o objeto vai continuar em movimento.

Resposta

Discussão nos passos

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