Uma pessoa tem que deslocar uma caixa de massa por um plano horizontal com atrito, conforme a figura. Em qual dessas situações ela fará força maior, (a) ou (b)?

A força de atrito está relacionada com a força normal!

a fórmula é a seguinte

Esse é o coeficiente de atrito e depende da superfície. Como nas duas situações a superfície é a mesma, precisamos olhar para a normal mesmo.

E achamos a força normal através do diagrama de corpo livre, com o balanceamento das forças. A primeira situação é a seguinte

F , que é na diagonal superior:

A força pode ser decomposta em componente e , e com isso, na vertical temos

Então a força normal (que será utilizada para o cálculo da força de atrito) é a diferença entre o peso e a componente vertical da força que a pessoa está fazendo na caixa:

Então a força de atrito nesse caso é

Quando aplicamos o mesmo raciocínio para a segunda situação:

A componente da força que a pessoa está fazendo na caixa aponta para baixo! Assim a força normal (pelo balanceamento das forças na vertical) é

E consequentemente, a força de atrito é

Maior do que na situação (a)!

Na situação (a):

A força que a pessoa faz, está meio que ‘ajudando’ a normal, então isso leva a uma força de atrito menor, então a força que a pessoa precisa fazer para tirar a caixa da posição é menor

Na situação (b):

A normal é maior, já que a força que a pessoa faz aumenta a normal, aumentando a força de atrito, e por consequência a dificuldade de mover a caixa

Sendo assim, a pessoa irá fazer uma força MAIOR na situação (b)

E é isso!

Espero ter ajudado!