Um corpo de
está sobre outro de
, que por sua vez está sobre uma superfície horizontal semªtrito. Os coeficientes de atrito entre os dois corpos são
0,30 e
.
a) Qual a força máxima que pode ser aplicada ao corpo de baixo sem que o de cima escorregue?
a) Qual a força máxima que pode ser aplicada ao corpo de baixo sem que o de cima escorregue?
Passo 1
Vamos resolver um problema onde temos um corpo de
sobre outro de
, que está sobre uma superfície horizontal sem atrito. Os coeficientes de atrito entre os dois corpos são
e
. Queremos descobrir qual é a força máxima que podemos aplicar no corpo de baixo sem que o de cima escorregue. Para isso, vamos usar conceitos de força de atrito estático e as leis de Newton.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que para o corpo de cima não escorregar, a força de atrito estático deve ser suficiente para acelerar ambos os corpos juntos. A força de atrito estático máxima pode ser calculada pela fórmula:
onde
é o coeficiente de atrito estático e
é a força normal.
Passo 3
Vamos calcular a força normal
. Como os corpos estão em repouso verticalmente,
é igual ao peso do corpo de cima:
Passo 4
Agora, calculamos a força de atrito estático máxima:
Passo 5
Para que os dois corpos acelerem juntos sem que o de cima escorregue, a força de atrito estático deve ser igual à força necessária para acelerar o corpo de cima:
onde
é a aceleração dos corpos.
Passo 6
Resolvendo para
:
Passo 7
A força total
aplicada no corpo de baixo deve acelerar tanto o corpo de baixo quanto o de cima com a aceleração
:
Resposta
A força máxima que pode ser aplicada ao corpo de baixo sem que o de cima escorpe é aproximadamente
.