Um aluno segura um livro contra a parede, aplicando sobre ele uma força F de módulo 50 N. O livro, com massa igual a 2kg, se encontra em equilíbrio nesta situação.
Considerando-se a aceleração da gravidade como g=10 m/s², o coeficiente de atrito entre a parede e a superfície do livro será de:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse problema de equilíbrio envolvendo forças e atrito! A gente precisa entender como as forças estão agindo no livro que está sendo segurado contra a parede. Para isso, vamos usar conceitos de estática e atrito na física. Vamos precisar saber sobre as forças envolvidas, especialmente a força normal e o atrito.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as forças que atuam no livro. Como o livro está em equilíbrio, a soma das forças na horizontal e na vertical deve ser zero.
Passo 3
Na direção horizontal, a única força atuando é a força que o aluno aplica para segurar o livro contra a parede, que tem um módulo de $ F = 50 , N $. Essa força provoca uma força normal $ N $ na parede, que é igual em módulo a $ F $:
Passo 4
Na direção vertical, temos duas forças: o peso do livro para baixo e a força de atrito para cima que impede o livro de cair. O peso $ P $ do livro é calculado por:
Passo 5
Como o livro está em equilíbrio, a força de atrito $ f $ deve igualar o peso:
Passo 6
A força de atrito também é relacionada ao coeficiente de atrito $ \mu $ e à força normal $ N $ pela fórmula:
Passo 7
Substituindo os valores que já encontramos:
Passo 8
Agora, isolamos $ \mu $ para encontrar o coeficiente de atrito:
Resposta
O coeficiente de atrito entre a parede e a superfície do livro é $ \mu = 0,4 $.