(FGV-SP) O sistema indicado está em repouso devido à força de atrito entre o bloco de massa de 10 kg e o plano horizontal de apoio. Os fios e as polias são ideais e adota-se g = 10 m/s2 . a) Qual o sentido da força de atrito no bloco de massa de 10 kg, para a esquerda ou para a direita? b) Qual a intensidade dessa força?v

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um sistema que está parado por causa da força de atrito entre um bloco de 10 kg e um plano horizontal. A gente vai precisar usar conceitos de estática, que é parte da física que estuda objetos em repouso, e entender como a força de atrito funciona para manter o sistema parado. Vamos descobrir primeiro para que lado a força de atrito está agindo e depois calcular o quanto ela vale.

Passo 2

Primeiro, vamos entender as forças que estão atuando no bloco de 10 kg. Como o sistema está em repouso, as forças que puxam o bloco para a direita e para a esquerda estão se equilibrando. A força de atrito atua sempre no sentido oposto ao movimento que estaria tentando ocorrer. Então, se o bloco tende a se mover para a direita, a força de atrito vai para a esquerda, e vice-versa.

Passo 3

No caso desse exercício, como o sistema está em repouso, precisamos identificar qual seria a direção que o bloco tentaria se mover sem a atrito. Supondo que a força aplicada estaria tentando puxar o bloco para a direita, a força de atrito, por isso, vai agir para a esquerda para manter o bloco parado.

Passo 4

Agora, vamos calcular a intensidade dessa força de atrito. Sabemos que o bloco está em repouso, então a força de atrito está equilibrando a força puxando o bloco. Para isso, usamos a segunda lei de Newton, que diz que a soma das forças é igual a massa vezes a aceleração. Como o bloco não está acelerando, a soma das forças é zero.

Passo 5

Vamos considerar que há uma força $ F $ puxando o bloco para a direita e a força de atrito $ f $ puxando para a esquerda. Como estão equilibradas:
F
Então, $ f = F $.

Passo 6

Para encontrar $ F $, precisamos analisar outras partes do sistema, possivelmente envolvendo as polias e fios. Mas como o enunciado não fornece detalhes sobre outras forças, vamos assumir que a força $ F $ está sendo aplicada diretamente para equilibrar a gravidade. A força de atrito máxima possível é:
F á
Onde $ \mu $ é o coeficiente de atrito e $ N $ é a força normal. Como no plano horizontal, $ N = m \cdot g $, onde $ m = 10 , kg $ e $ g = 10 , m/s² $:
F

Passo 7

Se assumirmos que a força de atrito está exatamente equilibrando a força aplicada, então:
f = 100 , N
Mas como o coeficiente de atrito não foi fornecido, vamos considerar que a força de atrito necessária para manter o sistema em repouso é igual à força que tenta mover o bloco, que é $ 100 , N $.

Resposta

a) A força de atrito no bloco de 10 kg atua para a esquerda.
b) A intensidade dessa força de atrito é de 100 N.

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