Exercícios Resolvidos de Força de Atrito

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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.

Passo 1

a)

As forças que atuam no bloco além da força F a → são a força normal, peso e força de atrito.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

b)

A força que o solo faz sobre a caixa é a soma da força Normal e da força de atrito.

F s o l o → = N → + F a t →

A primeira coisa que temos que verificar é se a caixa está em movimento, pra sabermos se essa força de atrito em questão é de fato a cinética. Vamos supor que a caixa esteja sim em movimento na horizontal. Nesse caso:

F a cos ⁡ 40 ° > F a t ,   c i n é t i c a  

Mas:

F a cos ⁡ 40 ° = 380.0,766 = 291,08   N < F a t ,   c i n é t i c a   = μ . N = 0,47.674 =   316,78 N

Ou seja, a caixa não está em movimento.

Sendo assim, a força de atrito tem módulo igual à F a cos ⁡ 40 ° .

F a t = F a cos ⁡ 40 ° = 380.0,766 = 291,08   N

Para o cálculo do módulo da força normal observamos que no eixo Y a soma das forças também deve ser nula:

N - m g - F a sen ⁡ 40 ° = 0

N = m g + F a sen ⁡ 40 ° = 43.10   +   380.0,643   =   674   N  

  F s o l o → =     674   j - 291,08 i

Passo 3

c)

Para calcular o vetor aceleração, precisamos saber o valor da resultante que age sobre a caixa.

Como sabemos que a resultante é nula, a aceleração é nula.

Resposta

a)

b)   F s o l o → =     674   j - 291,08 i

c) a → = 0

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