Exercícios Resolvidos de Força de Atrito

UFRJ, Física 1, PF - 2017.2, Questão 2

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?

Passo 1

Vamos pensar primeiro nas forças sobre o bloco.

Se ele está em repouso nesse plano inclinado, significa que há uma força de atrito F a t apontando para cima da rampa, que impede ele de deslizar. Além disso, temos uma força peso P e uma força normal N :

Dessas forças aí em cima, as que a rampa exerce sobre o bloco são a força normal N → e de atrito F → a t .

Então, pela ação e reação, o bloco vai exercer sobre a rampa forças de mesmo módulo mas sentidos opostos:

Então a força resultante sobre a rampa será a soma desses dois vetores:

F → R = N → + F → a t

Isso parece apontar para baixo, né?

Mas como vamos ter certeza disso para qualquer inclinação da rampa?

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Vamos voltar a olhar pro bloquinho:

Como ele está em equilíbrio, a soma de forças nele é nula:

F → R = 0

P → + N → + F → = 0

Então a soma da força normal N → e de atrito F → a t sobre o bloco precisa compensar aquela força peso para baixo:

P → + N → + F → a t = 0

P → = - N → + F → a t

Então, a soma de N → com F → a t resulta em uma força vertical para cima:

Passo 3

Agora, voltando à rampa.

Se a força resultante que a rampa exerce sobre o bloco é vertical para cima, a força que o bloco exerce sobre a rampa é vertical para baixo.:

Resposta

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