Qual deve ser a aceleração do carrinho para que o bloco A não caia? Considere o coeficiente de atrito estático entre o bloco e o carrinho sendo 0.1.
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente descobrir qual é a aceleração que o carrinho precisa ter para que o bloco A não caia. A matéria envolvida aqui é força de atrito estático e leis de Newton. Vamos precisar saber o coeficiente de atrito estático, que é 0,1, e entender como o atrito impede o bloco de deslizar quando o carrinho acelera.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as forças que atuam no bloco A. Quando o carrinho acelera, o bloco tende a ficar para trás por causa da inércia. Para que o bloco não deslize, a força de atrito entre o bloco e o carrinho precisa ser suficiente para acelerar o bloco junto com o carrinho.
Passo 3
A força de atrito estático máxima que pode atuar no bloco é dada pela fórmula:
onde:
-
é o coeficiente de atrito estático (0,1) -
é a força normal, que no caso é igual ao peso do bloco ( ), sendo a aceleração da gravidade (aproximadamente ).
Passo 4
De acordo com a segunda lei de Newton, a força resultante sobre o bloco é igual ao produto da massa do bloco pela sua aceleração:
Como queremos que o bloco não deslize, a força de atrito precisa ser igual à força necessária para acelerar o bloco com o carrinho:
Perceba que a massa (
) do bloco aparece dos dois lados da equação e pode ser cancelada.
Passo 5
Simplificando a equação acima:
Substituindo os valores conhecidos:
Resposta
A aceleração necessária é 1 m/s², ou seja, a opção a).