Calcule o valor da força que deve ser aplicada nos seguintes casos: (a) o bloco está prestes a se mover; (b) o bloco desloca-se com velocidade constante de ; © o bloco desloca-se com aceleração de . Os coeficientes de atrito estático e cinético entre a superfície horizontal e o bloco são, respectivamente, 0,90 e 0,75.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular a força que precisa ser aplicada em três situações diferentes envolvendo um bloco sobre uma superfície horizontal. A matéria aqui é Forças e Atrito, e vamos precisar entender como funcionam o atrito estático e cinético. Para isso, vamos usar as fórmulas de atrito e as leis de Newton.

Passo 2

Primeiro, vamos entender os conceitos básicos de atrito. O atrito estático ( ) impede o início do movimento e é dado por:
Já o atrito cinético ( ) atua quando o objeto já está em movimento:
Aqui, e são os coeficientes de atrito estático e cinético, respectivamente, e é a força normal. Como o bloco está sobre uma superfície horizontal, a força normal é igual ao peso do bloco:
Onde é a massa do bloco e é a aceleração da gravidade ( ).

Passo 3

(a) Bloco está prestes a se mover:
Quando o bloco está prestes a se mover, a força aplicada precisa superar o atrito estático máximo. Então:
Substituindo os valores:

Passo 4

(b) Bloco desloca-se com velocidade constante de :
Quando o bloco se move com velocidade constante, a aceleração é zero. Segundo a Segunda Lei de Newton:
Como :
Substituindo os valores:

Passo 5

© Bloco desloca-se com aceleração de :
Agora, o bloco está acelerando, então precisamos usar a Segunda Lei de Newton:
Resolvendo para :
Fatorando :
Substituindo os valores:

Resposta

(a)
(b)
©

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