Um bloco de 2,5 kg está inicialmente em repouso em uma superfície horizontal. Uma força horizontal F de módulo 6,0 N e uma força vertical P são aplicadas ao bloco (Fig. 6-21). Os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície são mus=0,40 e muk

Passo 1

No exercício, temos um bloco de 2,5 kg inicialmente em repouso sobre uma superfície horizontal. Estão sendo aplicadas duas forças: uma força horizontal de 6,0 N e uma força vertical P. Os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície são mus=0,40 e muk (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 F = 6,0 N.
  • A força vertical P.
  • A força peso do bloco, que pode ser calculada por Pg = m cdot g, onde m = 2,5 kg e g = 9,8 m/s^2.
  • As forças de atrito estático ou cinético, dependendo se o bloco está em repouso ou em movimento.

Passo 3

Calculando a força peso:
Pg = m cdot g = 2,5 kg times 9,8 m/s^2 = 24,5 N

Passo 4

Para determinar a força de atrito estático máxima, usamos a fórmula:
fs = mus cdot N
onde N é a força normal. A força normal neste caso é a soma das forças verticais:
N = Pg - P

Passo 5

Como o bloco está em repouso, a força horizontal aplicada F deve ser igual ou menor que a força de atrito estático máxima:
F <= fs
Substituindo as fórmulas:
6,0 N <= 0,40 cdot (24,5 N - P)

Passo 6

Resolvendo a equação para encontrar o valor de P:
6,0 N <= 0,40 cdot (24,5 N - P) 6,0 N <= 9,8 N - 0,40P 0,40P <= 9,8 N - 6,0 N 0,40P <= 3,8 N P <= 3,8 N0,40 P <= 9,5 N

Resposta

A força vertical P deve ser no máximo 9,5 N para que o bloco permaneça em repouso.

Exercícios relacionados