Uma força vertical F é plicada a um bloco de massa m que está sobre um piso. O que acontece com o módulo da força normal que o piso exerce sobre o bloco quando o módulo de F aumenta a partir de zero, se a força aponta (a) para baixo e (b) para cima?
(R.: (a) N é igual ao peso do objeto quando F=0, N é maior que o peso do objeto quando F aponta para baixo e N é menor que o peso do objeto quando F aponta para cima.)

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o exercício está perguntando. Temos um bloco de massa apoiado em um piso, e uma força vertical está sendo aplicada a ele. A dúvida é sobre como a força normal , que o piso exerce no bloco, muda quando aumentamos a partir de zero, considerando duas situações: quando aponta para baixo e quando aponta para cima. Vamos precisar dos conceitos de equilíbrio de forças e da definição de força normal.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a força normal é a força que uma superfície exerce para suportar um objeto pressionando contra ela. Em equilíbrio vertical, a soma das forças que atuam no bloco deve ser zero. A força peso do bloco é , onde é a aceleração da gravidade.

Passo 3

Vamos analisar cada caso separadamente.
Caso (a): N = P + F = m cdot g + F aponta para baixo
Quando a força N = P - F = m cdot g - F aponta para baixo, ela acrescenta ao peso do bloco. Então, as forças que atuam para baixo são , e a força normal atua para cima. No equilíbrio, temos:
Isso mostra que aumenta conforme aumenta.
Caso (b): aponta para cima
Agora, quando aponta para cima, ela contrai o peso do bloco. As forças que atuam para cima são , e as forças para baixo são . No equilíbrio, temos:
Aqui, diminui conforme aumenta.

Passo 4

Resumindo:
  • Quando aponta para baixo, a força normal aumenta.
  • Quando aponta para cima, a força normal diminui.

Resposta

(a) Quando aponta para baixo, é maior que o peso do objeto.
(b) Quando aponta para cima, é menor que o peso do objeto.

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