Um bloco de 10 kg está apoiado em uma superfície horizontal e está em equilíbrio estático. Sabendo que a aceleração da gravidade é
determine:
a) O valor da força normal exercida pela superfície sobre o bloco.
b) Se uma força horizontal de 50 N fosse aplicada ao bloco, ele continuaria em equilíbrio? Justifique sua resposta.
a) O valor da força normal exercida pela superfície sobre o bloco.
b) Se uma força horizontal de 50 N fosse aplicada ao bloco, ele continuaria em equilíbrio? Justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um bloco de 10 kg apoiado em uma superfície horizontal, sem se mover (equilíbrio estático). Vamos usar conceitos de estática, que é a parte da física que estuda os corpos em repouso. Precisamos calcular a força normal que a superfície exerce sobre o bloco e verificar se, ao aplicar uma força horizontal de 50 N, o bloco continua em equilíbrio. Para isso, vamos precisar das fórmulas da força peso, força normal e entender como o equilíbrio funciona.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a força peso do bloco. A força peso (
) é dada pela fórmula:
onde:
-
é a massa do bloco (10 kg) -
é a aceleração da gravidade ( )
Vamos substituir os valores:
Passo 3
Como o bloco está em equilíbrio estático e não há aceleração na direção vertical, a força normal (
) exercida pela superfície sobre o bloco deve equilibrar exatamente a força peso. Então:
Portanto:
Passo 4
Agora, vamos analisar o que acontece quando aplicamos uma força horizontal de 50 N no bloco. Para que o bloco permaneça em equilíbrio estático, essa força aplicada deve ser contrabalançada por uma força de atrito estático (
) que impede o movimento. A condição para equilíbrio horizontal é:
No entanto, como não temos informações sobre o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície, não podemos determinar se o atrito é suficiente para manter o equilíbrio. Se o atrito disponível for menor que 50 N, o bloco irá se mover. Se for igual ou maior, o bloco permanecerá em equilíbrio.
Resposta
a) A força normal exercida pela superfície sobre o bloco é de 98 N.
b) Sem informações sobre o atrito, não podemos afirmar com certeza. Se o atrito for menor que 50 N, o bloco não permanecerá em equilíbrio; se for igual ou maior, ele continuará em equilíbrio.