Um bloco de 5 Kg é mantido em repouso contra uma parede vertical através de uma força horizontal de 100 N .
(a) Qual é a força de atrito exercida pela parede sobre o bloco?
(b) Qual é o valor do coeficiente de atrito estático entre o bloco e a parede?
© Qual seria o menor valor da força horizontal aplicada ao bloco se o coeficiente de atrito estático fosse 0,4?
(R.: (a) 50 N ; (b) 0,5 © 125 N )

Passo 1

Vamos resolver um exercício de estática envolvendo forças e atrito. Temos um bloco de 5 kg em repouso contra uma parede vertical, sendo mantido por uma força horizontal de 100 N. Para resolver as questões, vamos precisar conhecer as leis do equilíbrio estático e a fórmula do atrito estático.

Passo 2

Primeiro, identificamos todas as forças atuando no bloco. Há a força aplicada horizontalmente ( ) de 100 N, a força de atrito ( ) que impede o bloco de deslizar, o peso do bloco ( ) devido à gravidade, e a força normal ( ) exercida pela parede sobre o bloco.

Passo 3

Como o bloco está em repouso, a soma das forças horizontais e verticais deve ser igual a zero. Na direção vertical, a força de atrito ( f = P ) equilibra o peso ( P = m cdot g ):
O peso é calculado por:
onde e ².

Passo 4

Calculando o peso:
P = 5,kg times 10,m/s² = 50,N ²
Portanto, a força de atrito é igual a 50 N.

Passo 5

Para encontrar o coeficiente de atrito estático ( f = mu cdot N ), usamos a relação entre a força de atrito e a força normal:
N = F = 100,N
A força normal é igual à força aplicada horizontalmente , já que não há movimento nessa direção:

Passo 6

Substituindo os valores na fórmula do atrito:
50,N = mu cdot 100,N
Resolvendo para mu = 50,N100,N = 0,5 :

Passo 7

Agora, para encontrar o menor valor da força horizontal f = mu cdot N quando o coeficiente de atrito estático é 0,4, usamos novamente:
50,N = 0,4 cdot N
E sabemos que 50,N = 0,4 cdot F , então:
F = 50,N0,4 = 125,N
Como , temos:
Resolvendo para :

Resposta

(a) A força de atrito é 50 N;
(b) O coeficiente de atrito estático é 0,5;
© O menor valor da força horizontal aplicada é 125 N.

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