Uma caixa de 50   k g , em repouso sobre um chão plano, deve ser deslocada. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o chão é 0,60 . Uma maneira de deslocar a caixa é empurrá-la com uma força que forma um ângulo θ abaixo da horizontal. Outro método, é empurrá-la com uma força formando um ângulo θ acima da horizontal.

(a) Explique porque um método requer menos força que o outro.

Passo 1

Eaee!!! Belezinha? Bom... a questão nos dá uma caixa de massa 50   k g que deve ser deslocado. Para isso, ela nos dá duas opções para fazermos esse deslocamento:

  1. Empurrar a caixa com uma força que forma um ângulo θ abaixo da horizontal;
  2. Empurrar a caixa com uma força que forma um ângulo θ acima da horizontal.

A questão nos pede para determinarmos o porquê que um dos métodos exige menos força.

Bom... uma forma é analisar a força normal que atua sobre a caixa nas duas opções. Para isso, podemos fazer o diagrama de corpo livre.

Não entendeu? Então bora junto 😉

Passo 2

Bom... fazendo o diagrama de corpo livre da opção 1, temos:

E, fazendo o diagrama de corpo livre da opção 2, temos:

Onde:

  • F N é a força normal;
  • P é o peso;
  • F a t é a força de atrito;
  • F é a força que empurrará o bloco;
  • F y é a componente vertical de F .

Passo 3

Do diagrama de corpo livre, da opção 1, podemos perceber que a força normal F N é dada por:

F N = P + F y

E, da opção 2, F N é dada por:

F N = P - F y

Assim, pode-se perceber que a força normal dada pela equação da opção 1 é maior que a dada pela equação da opção 2.

Sendo assim, como a força de atrito é diretamente proporcional à força normal, o valor de F a t é maior no primeiro caso, oferecendo maior resistência ao movimento.

Entendeu direitinho? Responde aee ;)

Resposta

No texto

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