Força de Atrito

Faaaaala aí galerinha, tudo certinho? Espero que sim porque vamos pra cima dessa questão sobre Atrito!

Temos uma força atuando no nosso bloquinho, mas ela não é a única força que atua nele, temos também o peso, a normal e a força de atrito!

Então vamos começar fazendo o diagrama de forças

Show, vamos então calcular a Normal, já que a força de atrito depende dela!

Na vertical, temos que a resultante é zero, já que o bloco não “flutua” nem “afunda”

Então temos

Se pegarmos os módulos das forças, podemos escrever sem as setinhas em cima das letras, mas vamos considerar o referencial pra cima positivo. Então ficamos com

Passando o peso para o outro lado, temos:

E podemos achar o peso com as informações do enunciado!

Para calcularmos o peso, vamos usar a fórmula:

Show, como

Beleza, calculamos a normal! Agora vamos encontrar o atrito estático máximo

Belezinha, agora sobrou analisar as respostas, mas antes vou dar um bizu aqui pra você

O bloco só se movimenta se a força , que aponta para direita for MAIOR do que a força de atrito estático máximo

Vamos ver as opções

Aqui não tem história, temos que

Então não se movimenta

Opa, aqui a história já é outra, temos que

Mas olha bem o que está destacado ali em cima, o bloco só se movimenta se for MAIOR que a força de atrito estático, nesse caso é igual, ou seja

Não se movimenta

Opa, aqui temos que

Se movimenta

Faaaala galerinha, tudo certo? Vamos pra cima dessa questão sobre Atrito!

Bom, o enunciado dá pra gente algumas informações importantes, vamos separá-las aqui:

Show de bola e ele pede pra gente duas coisas

1. A força para fazer o bloco entrar em movimento
2. A força para o bloco se movimentar com velocidade constante

Vamos analisar as duas opções com calma, então fica tranquilo!

Na letra a) temos a força para fazer o bloco entrar em movimento. Então é o “pré movimento” o auge, a beira (vamos dizer assim) do atrito estático.

Ou seja, temos essa situação aqui:

Beleza, para ele estar no pré movimento a força tem que ser igual ao atrito estático máximo.

Então temos que

E a força de atrito estático máximo é dada por

Nesse caso, a Normal é igual ao peso porque o bloco está em um plano horizontal, pois ele não afunda nem flutua. Então, temos que

E o peso vale

A massa e a gravidade são dadas no enunciado, então ficamos com

Beleza, achamos a Normal, colocando isso na fórmula do atrito estático, temos que (lembrado que

Então, como queremos a força mínima para o bloco entrar em movimento, temos que ter essa força um pouquinho maior que essa força de atrito máximo, pois se for igual o bloco vai ficar na iminência do movimento. Vamos escrever dessa forma aqui

Então a força necessária é de

Ufa, vamos agora para letra b)

b) A força para o bloco se movimentar com velocidade constante

Bom, agora estamos falando sobre um bloco em movimento, então usaremos o atrito cinético.

Vamos utilizar a mesma figura só que agora com o atrito cinético, temos que

Show, da mesma maneira, temos que

Mas agora estamos falando do bloco em movimento uniforme já que a velocidade é constante, então, pela segunda lei de Newton temos que:

Mas como o movimento é constante, a aceleração é zero, isso implica que

Que é a deixa para que a resultante seja zero também!

O eixo horizontal tem duas componentes com sentidos opostos, vamos considerar o sentido do movimento como referencial, então o vetor que aponta para direita (sentido do referencial) vai ser positivo enquanto o que tem sentido contrario ao referencial vai ser acompanhado pelo sinal negativo! Vamos lá então:

Como vimos, então temos que:

Passando o atrito para o outro lado, temos que

Agora vamos calcular esse !

Do mesmo jeito que o atrito estático, o atrito dinâmico é dado por

Só que ao invés do coeficiente estático, vamos utilizar o dinâmico (faz sentido né?)

Então temos que

E como

Faaaala aí, vamos lá para mais uma questão sobre Atrito!

Bom o principal desse enunciado é a imagem, então vamos dar uma olhadinha especial nela! Podemos começar fazendo o diagrama de forças nesse bloco, vamos colocar a força de atrito, o peso e vamos abrir essa força   em duas componentes, uma vertical e uma horizontal.

Então chega de papo e vamos lá!

Agora, como o sistema se move com velocidade constante quer dizer que a aceleração é zero e como

Isso mesmo, a força resultante vale zero!

Então a soma dos vetores na horizontal vai dar zero e na vertical também!

Show, vamos achar quem é a componente horizontal da força !

Temos que

Na horizontal, temos coladinho com o ângulo como ele está colado com o ângulo vamos multiplicar a força pelo cosseno

E temos que

Então

Na horizontal temos:

Show! Então olhando apenas para as forças na horizontal

Já que a resultante é zero, ficamos com

Como cada vetor aponta para um lado, então eles vão ter sinais opostos. Vamos admitir a direita como positiva e esquerda negativa, então temos que

Isso nos dá que:

Como já achamos , vamos substituir aqui

Faaaala aí! Vamo que vamo pra cima dessa questão sobre atrito!

Bom o enunciado diz pra gente que temos um bloco que se desloca sob uma força de ,

A força de atrito é de

A aceleração é de

E ele pede a massa do bloquinho

Show, a primeira coisa que vamos fazer é o diagrama de forças do bloquinho quando ele está em movimento

Além dessas forças temos o Peso e a Normal, mas elas não são relevantes pra essa questão heeh então vamos focar só nessas

Show, então a nossa força resultante na horizontal é dada por

Se pegarmos os módulos das forças, podemos escrever sem as setinhas em cima das letras, mas vamos considerar o referencial pra direita positivo. Então ficamos com

Substituindo os valores, temos que

Beleza, achamos o valor da força resultante, mas o enunciado pede pra gente a massa do bloquinho, então vamos relembrar a 2ª Lei de Newton:

E a aceleração o enunciado dá pra gente, que vale então é só substituir e partir para o abraço!

Passando o pro outro lado dividindo, temos que

Que é a opção

Faaaala galera bonita! Vamos seguir com nossos estudos sobre Atrito para ficar fera!

Bom, começando pelo começo hehe vamos separar as informações do enunciado, temos que:

Show, agora vamos entender o que está rolando com esse bloquinho, fazendo o diagrama de forças!

Show, vamos analisar as componentes horizontais. Temos duas componentes com sentidos opostos, então vamos considerar que para a direita é positivo e para a esquerda é negativo

(considerando o sentido do movimento como positivo)

Show, vamos dar uma olhada melhor no movimento agora, temos que

E, relembrando o que vimos na cinemática, temos que:

Como o bloquinho parte do repouso, temos que

Então ficamos com

Isso dá para a gente que

Passando o dividindo pro outro lado, ficamos com

Show, agora temos que a força resultante de acordo com a segunda lei de Newton é igual à

Então temos que

Beleza, agora vamos voltar para nossa equação na horizontal, temos que

Como já vimos e o enunciado dá pra gente que e

Então temos que

Passando o dividindo, ficamos com:

E isso dá pra gente que

Faaaaala aí, tudo certinho? Vambora pra mais uma questão sobre atrito!

O enunciado nos dá informações valiosas para seguirmos na nossa jornada, vamos separá-las bonitinho aqui:

E ele quer saber a força de atrito dinâmico (quando o objeto está em movimento)

Show de bolinhas, a primeira coisa que a gente precisa saber é que a força de atrito dinâmico é calculada desse jeitão aqui:

Show de bola, temos o coeficiente de atrito dinâmico mas e a normal?

Bom, como o enunciado diz que ele está sobre uma mesa e não fala nada sobre inclinação vamos considerar um bloquinho assim

Vamos dar uma olhada nas componentes verticais ( o peso e a normal)

Na vertical, não temos aceleração (senão o objeto ia estar subindo ou afundando no chão) Então a resultante vertical é igual a zero.

E na vertical temos que

Vamos adotar pra cima como o referencial positivo, então tudo que aponta pra cima vai ter o sinal de e o que aponta pra baixo vai ter o sinal de

Pegando os módulos das forças podemos escrever sem as setinhas em cima das letras

Jogando o peso pro outro lado, temos que

Show, o enunciado diz que

Então podemos calcular o peso

Substituindo os valores que temos, ficamos com

Como , então

Segura aí que ainda não acabamos, queremos a força de atrito, lembra que eu te disse que:

Acabamos de achar a normal e temos o valor de

Então

Faaaaala aí! Vamos pra mais uma questão sobre Atrito!! Uhul

Vamos começar fazendo o clássico diagrama de corpo livre, colocando todas as forças que atuam no bloquinho: peso , normal , e atrito

Show, outra informação muuuuito importante que o enunciado dá é que a velocidade é constante! Essa é a dica para a gente que:

Vamos começar vendo as componentes verticais. Temos a normal e o peso, então

Vamos escolher um referencial, vou escolher por exemplo pra cima positivo e para baixo negativo, então colocando os módulos das forças podemos escrever sem as setinhas em cima das letras

Jogando o peso pro outro lado, ficamos com:

O enunciado nos diz que

Para encontrarmos o peso vamos fazer

Como , temos que

Belezinha, agora vamos fazer a mesma coisa na horizontal, temos dois vetores: e .

Como já vimos, a força resultante é zero, então temos que:

Vamos escolher um referencial, vou escolher por exemplo pra direita positivo e para esquerda negativo, então podemos trabalhar com os módulos das forças escrevendo sem as setinhas em cima das letras

Jogando a pro outro lado, ficamos com:

Show, para calcularmos a vamos lembrar que

O enunciado nos dá o valor de (o coeficiente de atrito) e acabamos de calcular a normal, então temos que

Isso nos dá

Show, agora para acharmos o valor de temos que:

Então

Faaala aí! Tudo certinho? Espero que sim porque vamos continuar com nossos estudos sobre atrito!

Vamos começar entendendo o que temos aqui:

Temos uma caixa que tem

O tempo dela deslizando é:

A superfície é horizontal (show de bola) e vamos considerar:

Desenhando isso daí bonitinho, temos:

Show de bola, agora que a gente já tá entendendo o que tá acontecendo, vamos pras continhas!

Na horizontal só há uma força, a força de atrito, então

Vamos relembrar aqui a Segunda Lei de Newton:

E sabemos que a força de atrito pode ser calculada como

Juntando as informações, temos que

Mas pera lá, a gente não tem a massa nem a aceleração e muito menos a normal, e agora??

Calma gafanhoto, vamos ver tudinho!

Vamos começar achando a aceleração. Da cinemática, sabemos que esse movimento é MRUV (movimento retilíneo uniformemente variado) e temos uma formulinha assim:

O o enunciado nos fornece e o final vai ser igual a zero, que quando o bloco para, então temos que

Passando o pro outro lado, ficamos com

Passando o dividindo, temos:

Vamos entender qual é a desse sinal negativo aí. Perceba que o movimento do bloco, pelo desenho que fizemos está para a direita, enquanto que a força de atrito está para a esquerda. Como os sentidos são contrários, então esse sinal negativo significa que o bloquinho está freando!

Mas em módulo, podemos dizer que a aceleração é

Agora vamos ver o que fazemos com a massa e a normal.

Se olharmos na vertical, temos que

Como elas tem sentidos opostos, quando utilizarmos os módulos, temos que lembrar que uma vai ter um sinal oposto da outra. Então, escolhendo que para cima é positivo

Mass outra coisa que temos que perceber é que a resultante na vertical vale zero porque a caixa não está flutuando nem afundando no chão, então temos:

Isso nos dá

Mas quem é o peso?

Como o peso e a normal são iguais, temos que

Tá, mas não achamos a normal nem o peso, então de que que adiantou?Vamos colocar essas informações na nossa formulinha da segunda lei de newton, que vimos no passo

Substituindo o que já achamos, temos que

Opa, opa, opa! Podemos cortar esse dos dois lados, sacou o que eu fiz? Hehe, ficamos com:

Vamos substituir o valor da gravidade que o enucnaido dá pra gente e ficamos com

Faaaaala galerinha, tudo certinho? Espero que sim porque vamos continuar com nossos estudos sobre Atrito!

Vamo que vamo então, começaremos separando as informações que o enunciado nos dá

Como ele para em , temos que a velocidade final é

E o enunciado quer saber

Show, agora vamos dar uma olhadinha no que aconteceu com nossa caixa

Show de bola, agora que a gente já entendeu direitinho o que está acontecendo com a nossa caixa vamos botar a mão na massa!

Como na horizontal só temos a força de atrito, então

E, de acordo com a segunda lei de Newton, temos que

Massa ok, falta acharmos a aceleração do nosso bloquinho!

Para isso vamos lembrar uma fórmula muito interessante de usar quando não temos o tempo, a equação de Torricelli.

Se você não lembrar dela, não se preocupa vou te relembrar aqui

Substituindo os valores que o enunciado deu, temos:

Fazendo as continhas, temos que

Passando o para o outro lado, vamos ter

Dividindo os dois lados por , ficamos com

O sinal negativo apareceu porque a aceleração está contra o movimento, ou seja, o bloquinho está freando (por isso no final ele para hehe)

Mas já vimos que a força de atrito está contra o movimento, vamos considerar o módulo da aceleração

Show de bola, achamos a aceleração, agora vamos voltar para nossa segunda lei de Newton

Fazendo essas continhas, temos que

E como já vimos que

Logo, podemos concluir que

Faaaala aí galerinha, vamos para mais uma questão sobre a segunda lei de Newton!

Bom, vamos começar separando as informações do enunciado:

Já vamos passar para . Lembra como fazemos essa conversão? Tatua essa regrinha no braço pra não esquecer mais

Então temos que dividir por para passar de para

Beleza, além disso temos que

Como o carro para no final, então a velocidade final é

E o enunciado quer da gente

Bom, vamos ver o que acontece com o nosso carrinho:

Então a gente vê que a única força atuando na horizontal é a força de frenagem, então temos que

Lembrando que a segunda lei de Newton diz pra gente que

Como , então

A massa já temos, vamos pra cima dessa aceleração!

Show, pela cinemática temos a equação de Torricelli:

Colocando as informações do enunciado nessa equação

Fazendo essas continhas

Passando o para o outro lado com o sinal contrário

Passando o dividindo, temos

O resultado deu negativo porque ele está contra o movimento, seu módulo é

Show, achamos a aceleração, agora vamos voltar para nossa segunda lei de Newton!

Isso dá pra gente que