Uma força horizontal atua sobre uma massa em condições de se mover livremente. Haverá aceleração, se a força é menor que o peso dessa massa?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nessa questão. Temos uma força horizontal agindo sobre uma massa que está se movendo livremente. A pergunta é: Haverá aceleração se a força for menor que o peso dessa massa?
Vamos usar os conceitos de Leis de Newton, especialmente a segunda lei, que relaciona força, massa e aceleração. Para resolver isso, precisamos entender como essas forças interagem.
Passo 2
Primeiro, vamos esclarecer o que significa peso. O peso (
) de um objeto é a força gravitacional que a Terra exerce sobre ele e é calculado por:
Onde:
-
é a massa do objeto. -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente ).
Passo 3
Agora, a força horizontal (
) está tentando mover a massa. De acordo com a segunda lei de Newton:
Onde:
-
é a aceleração da massa.
Isso nos diz que, para uma força
aplicada, a massa vai acelerar na direção dessa força.
Passo 4
No entanto, precisamos considerar se existem outras forças agindo na direção horizontal que possam impedir a aceleração, como o atrito. O atrito (
) pode ser calculado por:
Onde:
-
é o coeficiente de atrito. -
é a força normal. Em uma superfície plana, .
Passo 5
Se a força aplicada
for menor que a força de atrito
, então a massa não vai acelerar. Ou seja:
Isso significa que a força horizontal precisa ser maior que o atrito para que haja aceleração.
Passo 6
Voltando à pergunta original: A força é menor que o peso da massa? Se considerarmos que
e supondo que o atrito está relacionado ao peso através do coeficiente
, então é possível que
, o que impede a aceleração.
Resposta
Não, se a força horizontal for menor que o peso da massa multiplicado pelo coeficiente de atrito (
), não haverá aceleração.
Exercícios relacionados
(Unicamp-SP) Um automóvel trafega com velocidade constante de
por uma avenida e se aproxima de um cruzamento onde há um semáforo com fiscalização eletrônica. Quando o automóvel se encontra a uma distância de 30 m do cruzamento, o sinal muda de verde para amarelo. O motorista deve decidir entre parar o carro antes de chegar ao cruzamento ou acelerar o carro e passar pelo cruzamento antes do sinal mudar para vermelho. Este sinal permanece amarelo por 2,2 s. O tempo de reação do motorista (tempo decorrido entre o momento em que o motorista vê a mudança de sinal e o momento em que realiza alguma ação) é 0,5 s.
a) Determine a mínima aceleração constante que o carro deve ter para parar antes de atingir o cruzamento e não ser multado.
b) Calcule a menor aceleração constante que o carro deve ter para passar pelo cruzamento sem ser multado. Aproxime 1,72 .
a) Determine a mínima aceleração constante que o carro deve ter para parar antes de atingir o cruzamento e não ser multado.
b) Calcule a menor aceleração constante que o carro deve ter para passar pelo cruzamento sem ser multado. Aproxime 1,72
(UEPI) Uma estrada possui um trecho retilíneo de 2000 m , que segue paralelo aos trilhos de uma ferrovia também retilínea naquele ponto. No início do trecho um motorista espera que na outra extremidade da ferrovia, vindo ao seu encontro, apareça um trem de 480 m de comprimento e com velocidade constante e igual, em módulo, a
para então acelerar o seu veículo com aceleração constante de
. O final do cruzamento dos dois ocorrerá em um tempo de aproximadamente:
a) 20 s
b) 35 s
c) 62 s
d) 28 s
e) 40 s
a) 20 s
b) 35 s
c) 62 s
d) 28 s
e) 40 s
(UFMS) Um corpo em queda livre sujeita-se à aceleração gravitacional
. Ele passa por um ponto
com velocidade
e por um ponto
com velocidade de
. A distância entre os pontos
e
é:
a) 100 m
b) 120 m
c) 140 m
d) 160 m
e) 240 m
a) 100 m
b) 120 m
c) 140 m
d) 160 m
e) 240 m
Um corpo de 4 kg está sujeito a duas forças,
e
. O corpo está na origem no instante
. (a) Qual a aceleração do corpo? (b) Onde está corpo no instante
? Resp: (a)
(b)
.