Responda à Pergunta 6 se a força F estiver orientada para baixo ao longo da rampa. Quando o módulo de F aumenta a partir de zero, o que acontece com a orientação e o módulo da força de atrito que age sobre o bloco?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente analisar o que acontece com a força de atrito quando uma força está orientada para baixo na rampa e seu módulo aumenta a partir de zero. A matéria envolvida aqui é a força de atrito em movimento sobre uma rampa inclinada. Para resolver isso, vamos precisar entender como a força de atrito depende das forças atuantes no bloco e como sua orientação pode mudar.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a força de atrito depende da força normal e do tipo de atrito (estático ou cinético). A fórmula básica é:
f = mu cdot N
onde é a força de atrito, é o coeficiente de atrito, e é a força normal.

Passo 3

Como temos uma rampa inclinada, a força normal N = m cdot g cdot cos(theta) não é só o peso do bloco, mas sim o componente perpendicular ao plano inclinado. Se a rampa tem um ângulo , então:
onde é a massa do bloco e é a aceleração da gravidade.

Passo 4

Agora, a força está atuando para baixo na rampa. Quando o módulo dessa força aumenta a partir de zero, ela começa a puxar o bloco na direção da rampa. A força de atrito, que inicialmente pode estar agindo contra o movimento, vai ajustando sua direção para tentar impedir que o bloco se mova.

Passo 5

Quando fmáx = mus cdot N aumenta, a força de atrito também aumenta para equilibrar a força aplicada, até chegar ao máximo do atrito estático. A fórmula para o atrito estático máximo é:
fk = muk cdot N á
Se continuar aumentando além desse ponto, o bloco começará a se mover e a força de atrito passará a ser a atrito cinético:

Passo 6

Então, resumindo: à medida que aumenta, a força de atrito ajusta sua magnitude para tentar impedir o movimento. Inicialmente, ela aumenta na mesma direção oposta à força aplicada. Se a força ficar muito grande, a força de atrito atinge seu máximo e o bloco começa a se mover, mudando a orientação da força de atrito para sempre contrariar o movimento.

Resposta

À medida que a força aumenta para baixo na rampa, a força de atrito passa a atuar na direção oposta ao movimento (para cima da rampa) e seu módulo aumenta até atingir o máximo do atrito estático. Se continuar aumentando além desse ponto, a força de atrito muda para o atrito cinético, mantendo-se na direção oposta ao movimento, porém com um módulo constante menor.

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