Uma força vertical F é plicada a um bloco de massa que está sobre um piso. 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) é igual ao peso do objeto quando 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): aponta para baixo
Quando a força 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.

Exercícios relacionados

Um carro em movimento em uma estrada horizontal não para ao chegar na beira de um penhasco com 54 m de altura. A polícia na cena do acidente observa que o ponto de impacto está distante 130 m da base do penhasco. Com que velocidade o carro estava viajando quando ele se precipitou do penhasco? . (R.: )
A barreira mais alta que um projétil consegue passar com folga é de 13,5 metros, quando o projétil é lançado fazendo um ângulo de acima da direção horizontal. Qual o módulo da velocidade de lançamento do projétil? (R.: .)
A parte do desenho mostra um balde de água suspenso na roldana de um poço; a tração na corda é igual a 92,0 N. A parte mostra o mesmo balde de água sendo puxado para cima do poço com velocidade constante. Qual a tração na corda na parte ?
(R.: 184 N )
Um caixote de 35 Kg está em repouso sobre um piso horizontal, e uma pessoa de 65 Kg está em pé sobre o caixote. Determine o módulo da força normal que (a) o piso exerce sobre o caixote e (b) o caixote exerce sobre a pessoa.
(R.: (a) 1000 N; (b) 650 N)