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 )
(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 (
) equilibra o peso (
):
O peso é calculado por:
onde
e
.
Passo 4
Calculando o peso:
Portanto, a força de atrito
é igual a 50 N.
Passo 5
Para encontrar o coeficiente de atrito estático (
), usamos a relação entre a força de atrito e a força normal:
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:
Resolvendo para
:
Passo 7
Agora, para encontrar o menor valor da força horizontal
quando o coeficiente de atrito estático é 0,4, usamos novamente:
E sabemos que
, então:
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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