Uma força horizontal
, de 15 N , empurra um bloco de massa
contra uma parede vertical. O coeficiente de atrito estático entre a parede e o bloco é 0.6 e o coeficiente de atrito cinético é 0.4. Suponha que o bloco não esteja se movendo inicialmente. (I) O bloco vai se mover?; (II) Qual o módulo da força de atrito?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um bloco de 0,4 kg sendo empurrado contra uma parede por uma força horizontal de 15 N. A parada envolve atrito estático (que impede o movimento) e atrito cinético (que atua se o bloco começar a se mover). Vamos precisar usar os conceitos de forças, atrito e equilíbrio de forças para resolver se o bloco vai se mover e qual é a força de atrito envolvida.
Passo 2
Primeiro, vamos entender as forças que estão atuando no bloco. Tem a força horizontal
empurrando o bloco contra a parede. Isso gera uma força normal (
) na parede. Além disso, a gravidade está puxando o bloco pra baixo com força
, onde
e
.
Passo 3
A força de atrito estático (
) é a força que impede o bloco de deslizar para baixo. Ela é calculada por
, onde
é o coeficiente de atrito estático. Como o bloco não está se movendo inicialmente, usamos o atrito estático.
Passo 4
Vamos calcular a força normal (
). Ela é igual à força horizontal que está empurrando o bloco contra a parede, ou seja,
.
Passo 5
Agora, calculamos a força de atrito estático:
Passo 6
A força de gravidade que puxa o bloco para baixo é:
Passo 7
Para o bloco não se mover, a força de atrito estático precisa ser maior ou igual à força da gravidade. Vamos comparar:
Como 9 N é maior que 3,92 N, o atrito estático segura o bloco no lugar.
Passo 8
Conclusão:
I. O bloco não vai se mover, porque a força de atrito estático é suficiente para equilibrar a força da gravidade.
II. O módulo da força de atrito estático é 9 N.
I. O bloco não vai se mover, porque a força de atrito estático é suficiente para equilibrar a força da gravidade.
II. O módulo da força de atrito estático é 9 N.
Resposta
I. O bloco não vai se mover.
II. A força de atrito tem módulo de 9 N.
II. A força de atrito tem módulo de 9 N.