Um bloco de
está inicialmente em repouso em uma superfície horizontal. Uma força horizontal
de módulo
e uma força vertical
são aplicadas ao bloco (Fig. 6-21). Os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície são
e
Passo 1
No exercício, temos um bloco de
inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal. Estão sendo aplicadas duas forças: uma força horizontal de
e uma força vertical
. Os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície são
e
(valor não fornecido). Para resolver este problema, vamos precisar utilizar os conceitos de forças, atrito estático e cinético, e as leis de Newton.
Passo 2
Primeiramente, precisamos identificar todas as forças atuando no bloco. Temos:
- A força horizontal
. - A força vertical
. - A força peso do bloco, que pode ser calculada por
, onde e . - As forças de atrito estático ou cinético, dependendo se o bloco está em repouso ou em movimento.
Passo 3
Calculando a força peso:
Passo 4
Para determinar a força de atrito estático máxima, usamos a fórmula:
onde
é a força normal. A força normal neste caso é a soma das forças verticais:
Passo 5
Como o bloco está em repouso, a força horizontal aplicada
deve ser igual ou menor que a força de atrito estático máxima:
Substituindo as fórmulas:
Passo 6
Resolvendo a equação para encontrar o valor de
:
Resposta
A força vertical
deve ser no máximo
para que o bloco permaneça em repouso.