Um corpo de 20 N está em repouso sobre uma superfície horizontal. O coeficiente de atrito estático é 0,8 e o cinético 0,6 . Forças horizontais são aplicadas sobre o corpo através de um fio. Calcular o valor da força de atrito e aceleração quando a força aplicada for: a) de 15 N ; b) 20 N . R: a) 15 N ; zero; b) 12 N ;
.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um corpo que pesa 20 N parado em uma superfície horizontal. Sabemos os coeficientes de atrito estático (0,8) e cinético (0,6). Precisamos descobrir qual é a força de atrito e a aceleração do corpo quando aplicamos forças horizontais de 15 N e 20 N. Para resolver isso, vamos usar conceitos de forças de atrito e as leis de Newton para entender como o corpo vai se comportar.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a força normal (
). A força normal é a força que a superfície exerce para sustentar o peso do corpo. Como o corpo está em repouso e a superfície é horizontal, a força normal é igual ao peso do corpo.
Passo 3
Agora, vamos calcular a força máxima de atrito estático (
). Essa força é a que precisa ser superada para que o corpo comece a se mover. Ela é dada pelo produto do coeficiente de atrito estático (
) e a força normal (
).
Passo 4
Vamos para a parte a) do exercício, onde a força aplicada (
) é de 15 N.
Como
é menor que a força máxima de atrito estático (
), o corpo não se move. Isso significa que a força de atrito (
) que atua é igual à força aplicada para manter o equilíbrio. E como o corpo não se move, a aceleração (
) é zero.
Passo 5
Agora, vamos para a parte b) do exercício, onde a força aplicada (
) é de 20 N.
Primeiro, verificamos se essa força é maior que a força máxima de atrito estático. Como
é maior que
, o corpo vai se mover. Nesse caso, usamos o coeficiente de atrito cinético (
) para calcular a força de atrito.
Agora, para encontrar a aceleração, precisamos determinar a massa (
) do corpo. Sabemos que
, então:
A força resultante (
) que vai causar a aceleração é a diferença entre a força aplicada e a força de atrito:
Finalmente, aplicamos a segunda lei de Newton para encontrar a aceleração:
Resposta
a) 15 N; zero;
b) 12 N ; .
b) 12 N ;
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