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FÍSICA A-07 Força de Atrito QUESTÃO 1 (Enem PPL) Com um dedo, um garoto pressiona contra a parede duas moedas, de R$0,10 e R$1,00 uma sobre a outra, mantendo-as paradas. Em contato com o dedo estás a moeda de R$0,10 e contra a parede está a de R$1,00. O peso da moeda de R$0,10 é 0,05 N e o da de R$1,00 é 0,09 N. A força de atrito exercida pela parece é suficiente para impedir que as moedas caiam. Qual é a força de atrito entre a parede e a moeda de R$ 1,00? a) 0,04 N b) 0,05 N c) 0,07 N d) 0,09 N e) 0,14 N QUESTÃO 2 (Uece) Ao longo de uma viagem, um automóvel de 1.000 kg para em dois pontos da trajetória: um ponto A na estrada com inclinação de 30 em relação à horizontal, e um ponto B na via com inclinação de 90 em relação à vertical. Considere que, no carro, atuam somente as forças da gravidade 2(g 10 m s ), normal e de atrito ( 0,7).μ As forças de atrito estático (em N) que atuam no carro nos pontos A e B são, respectivamente, a) 500 e 0 b) 0 e 500 c) 1.000 3 2 e 500 d) 500 e 1.000 3 2. QUESTÃO 3 (Famerp) Um caminhão transporta em sua carroceria um bloco de peso 5.000 N. Após estacionar, o motorista aciona o mecanismo que inclina a carroceria. Sabendo que o ângulo máximo em relação à horizontal que a carroceria pode atingir sem que o bloco deslize é ,θ tal que sen 0,60θ e cos 0,80,θ o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície da carroceria do caminhão vale a) 0,55 b) 0,15 c) 0,30 d) 0,40 e) 0,75 QUESTÃO 4 (G1 - ifsul) Um trabalhador está puxando, plano acima, uma caixa de massa igual a 10 kg, conforme indica a figura abaixo. A força de atrito cinético entre as superfícies de contato da caixa e do plano tem módulo igual a 6 N. Considere a aceleração da gravidade igual a 210 m s , o cos 30,0 0,87, o sen 30,0 0,5, o cos 20,0 0,94 e o sen 20,0 0,34. Após colocar a caixa em movimento, o módulo da força F que ele precisa aplicar para manter a caixa em movimento de subida com velocidade constante é aproximadamente igual a a) 200 N b) 115 N c) 68 N d) 46 N QUESTÃO 5 (Unioeste) Um bloco está em repouso sobre uma superfície horizontal. Nesta situação, atuam horizontalmente sobre o bloco uma força 1F de módulo igual a 7 N e uma força de atrito entre o bloco e a superfície (Figura a). Uma força adicional 2F , de módulo 3 N, de mesma direção, mas em sentido contrário à 1F , é aplicada no bloco (Figura b). Com a atuação das três forças horizontais (força de atrito, 1F e 2F ) e o bloco em repouso. Assinale a alternativa que apresenta CORRETAMENTE o módulo da força resultante horizontal rF sobre o bloco: a) rF 3 N b) rF 0 c) rF 10 N d) rF 4 N e) rF 7 N QUESTÃO 6 (Unesp) Na linha de produção de uma fábrica, uma esteira rolante movimenta-se no sentido indicado na figura 1, e com velocidade constante, transportando caixas de um setor a outro. Para fazer uma inspeção, um funcionário detém uma das caixas, mantendo-a parada diante de si por alguns segundos, mas ainda apoiada na esteira que continua rolando, conforme a figura 2. No intervalo de tempo em que a esteira continua rolando com velocidade constante e a caixa é mantida parada em relação ao funcionário (figura 2), a resultante das forças aplicadas pela esteira sobre a caixa está corretamente representada na alternativa a) b) c) d) e) QUESTÃO 7 (Uece) O caminhar humano, de modo simplificado, acontece pela ação de três forças sobre o corpo: peso, normal e atrito com o solo. De modo simplificado, as forças peso e atrito sobre o corpo são, respectivamente, a) vertical para cima e horizontal com sentido contrário ao deslocamento. b) vertical para cima e horizontal com mesmo sentido do deslocamento. c) vertical para baixo e horizontal com mesmo sentido do deslocamento. d) vertical para baixo e horizontal com sentido contrário ao deslocamento. QUESTÃO 8 (Unesp) Um homem sustenta uma caixa de peso 1.000 N, que está apoiada em uma rampa com atrito, a fim de colocá-la em um caminhão, como mostra a figura 1. O ângulo de inclinação da rampa em relação à horizontal é igual a 1θ e a força de sustentação aplicada pelo homem para que a caixa não deslize sobre a superfície inclinada é F, sendo aplicada à caixa paralelamente à superfície inclinada, como mostra a figura 2. Quando o ângulo 1θ é tal que 1sen 0,60θ e 1cos 0,80,θ o valor mínimo da intensidade da força F é 200 N. Se o ângulo for aumentado para um valor 2,θ de modo que 2sen 0,80θ e 2cos 0,60,θ o valor mínimo da intensidade da força F passa a ser de a) 400 N b) 350 N c) 800 N d) 270 N e) 500 N QUESTÃO 9 Enem (Libras) Em dias de chuva ocorrem muitos acidentes no trânsito, e uma das causas é a aquaplanagem, ou seja, a perda de contato do veículo com o solo pela existência de uma camada de água entre o pneu e o solo, deixando o veículo incontrolável. Nesta situação, a perda do controle do carro está relacionada com redução de qual força? a) Atrito. b) Tração. c) Normal. d) Centrípeta. e) Gravitacional. QUESTÃO 10 (Pucrs) Sobre uma caixa de massa 120 kg, atua uma força horizontal constante F de intensidade 600 N. A caixa encontra-se sobre uma superfície horizontal em um local no qual a aceleração gravitacional é 210 m s . Para que a aceleração da caixa seja constante, com módulo igual a 22 m s . e tenha a mesma orientação da força F, o coeficiente de atrito cinético entre a superfície e a caixa deve ser de a) 0,1 b) 0,2 c) 0,3 d) 0,4 e) 0,5 QUESTÃO 11 (Pucrj) Um bloco metálico de massa 2,0 kg é lançado com velocidade de 4,0 m / s a partir da borda de um trilho horizontal de comprimento 1,5 m e passa a deslizar sobre esse trilho. O coeficiente de atrito cinético entre as superfícies vale 0,2. Cada vez que colide com as bordas, o disco inverte seu movimento, mantendo instantaneamente o módulo de sua velocidade. Quantas vezes o disco cruza totalmente o trilho, antes de parar? Considere: 2g 10 m / s a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 QUESTÃO 12 (Mackenzie) Um corpo de massa 2,0 kg é lançado sobre um plano horizontal rugoso com uma velocidade inicial de 5,0 m / s e sua velocidade varia com o tempo, segundo o gráfico acima. Considerando a aceleração da gravidade 2g 10,0 m / s , o coeficiente de atrito cinético entre o corpo e o plano vale a) 25,0 10 b) 15,0 10 c) 11,0 10 d) 12,0 10 e) 22,0 10 QUESTÃO 13 (Uema) Um estudante analisou uma criança brincando em um escorregador o qual tem uma leve inclinação. A velocidade foi constante em determinado trecho do escorregador em razão de o(a) a) aceleração ter sido maior que zero. b) atrito estático ter sido igual a zero. c) atrito estático ter sido menor que o atrito cinético. d) atrito estático ter sido igual ao atrito cinético. e) aceleração ter sido igual a zero. QUESTÃO 14 (Pucrj) Um carro, deslocando-se em uma pista horizontal à velocidade de 72 km / h, freia bruscamente e trava por completo suas rodas. Nessa condição, o coeficiente de atrito das rodas com o solo é 0,8. A que distância do ponto inicial de frenagem o carro para por completo? Considere: 2g 10 m / s a) 13 m b) 25 m c) 50 m d) 100 m e) 225 m QUESTÃO 15 (Ifsul) Na figura abaixo, está representado um bloco de 2,0 kg sendo pressionado contra a parede por uma força F. O coeficiente de atrito estático entre as superfícies de contato vale 0,5, e o cinético vale 0,3. Considere 2 m g 10 . s A força mínima F que pode ser aplicada ao bloco para que esta não deslize na parede é a) 10 N b) 20 N c) 30 N d) 40 N QUESTÃO 16 (Esc. Naval)Observe a figura a seguir. Um caixote pesando 50N, no instante t 0, se encontra em repouso sobre um plano muito longo e inclinado de 30 em relação à horizontal. Entre o caixote e o plano inclinado, o coeficiente de atrito estático é 0,20 e o cinético é 0,10. Sabe-se que a força F, paralela ao plano inclinado, conforme indica a figura acima, tem intensidade igual a 36 N. No instante t 9s, qual o módulo, em newtons, da força de atrito entre o caixote e o plano? Nesse mesmo instante, o bloco estará subindo, descendo ou permanece em repouso sobre o plano inclinado? Dados: sen30 0,5 cos30 0,9 a) 14 e descendo. b) 11 e permanece cm repouso. c) 9,0 e subindo. d) 8,5 e permanece em repouso. e) 4,5 e subindo. QUESTÃO 17 (Unifor) Sobre um paralelepípedo de granito de massa m 900,0 kg, apoiado sobre um terreno plano e horizontal, é aplicada uma força paralela ao plano de F 2.900,0 N. Os coeficientes de atrito dinâmico e estático entre o bloco de granito e o terreno são 0,25 e 0,35, respectivamente. Considere a aceleração da gravidade local igual a 210,0 m / s . Estando inicialmente em repouso, a força de atrito que age no bloco é, em newtons: a) 2.250 b) 2.900 c) 3.150 d) 7.550 e) 9.000 QUESTÃO 18 (Cefet MG) Uma caixa, inicialmente em repouso, sobre uma superfície horizontal e plana, é puxada por um operário que aplica uma força variando linearmente com o tempo. Sabendo-se que há atrito entre a caixa e a superfície, e que a rugosidade entre as áreas em contato é sempre a mesma, a força de atrito, no decorrer do tempo, está corretamente representada pelo gráfico a) b) c) d) e) QUESTÃO 19 (Uepb) Um jovem aluno de física, atendendo ao pedido de sua mãe para alterar a posição de alguns móveis da residência, começou empurrando o guarda-roupa do seu quarto, que tem 200 kg de massa. A força que ele empregou, de intensidade F, horizontal, paralela à superfície sobre a qual o guarda-roupa deslizaria, se mostrou insuficiente para deslocar o móvel. O estudante solicitou a ajuda do seu irmão e, desta vez, somando à sua força uma outra força igual, foi possível a mudança pretendida. O estudante, desejando compreender a situação-problema vivida, levou- a para sala de aula, a qual foi tema de discussão. Para compreendê-la, o professor apresentou aos estudantes um gráfico, abaixo, que relacionava as intensidades da força de atrito (fe, estático, e fc, cinético) com as intensidades das forças aplicadas ao objeto deslizante. Com base nas informações apresentadas no gráfico e na situação vivida pelos irmãos, em casa, é correto afirmar que a) o valor da força de atrito estático é sempre maior do que o valor da força de atrito cinético entre as duas mesmas superfícies. b) a força de atrito estático entre o guarda-roupa e o chão é sempre numericamente igual ao peso do guarda-roupa. c) a força de intensidade F, exercida inicialmente pelo estudante, foi inferior ao valor da força de atrito cinético entre o guarda-roupa e o chão. d) a força resultante da ação dos dois irmãos conseguiu deslocar o guarda-roupa porque foi superior ao valor máximo da força de atrito estático entre o guarda-roupa e o chão. e) a força resultante da ação dos dois irmãos conseguiu deslocar o guarda-roupa porque foi superior à intensidade da força de atrito cinético entre o guarda-roupa e o chão. QUESTÃO 20 (Enem) Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés. Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto? a) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento. b) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento. c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento. d) Horizontal e no mesmo sentido do movimento. e) Vertical e sentido para cima. QUESTÃO 21 (Unisc) Um livro de física, de peso 10 N, está em repouso e apoiado sobre uma superfície horizontal e rugosa. Considerando que o coeficiente de atrito estático entre o livro e a superfície é de 0,1 e o coeficiente de atrito dinâmico é de 0,05, qual deve ser a força mínima necessária para provocar um deslocamento horizontal no livro? a) 10 N b) 1 N c) 100 N d) 0,1 N e) 0,5 N TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Considere as leis de Newton e as informações a seguir. Uma pessoa empurra uma caixa sobre o piso de uma sala. As forças aplicadas sobre a caixa na direção do movimento são: − pF : força paralela ao solo exercida pela pessoa; − aF : força de atrito exercida pelo piso. A caixa se desloca na mesma direção e sentido de pF . A força que a caixa exerce sobre a pessoa é CF . QUESTÃO 22 (Uerj) Se o deslocamento da caixa ocorre com aceleração constante, na mesma direção e sentido de pF , as magnitudes das forças citadas apresentam a seguinte relação: a) p c aF F F b) p c aF F F c) p c aF F F d) p c aF F F QUESTÃO 23 (Uerj) Se o deslocamento da caixa ocorre com velocidade constante, as magnitudes das forças citadas apresentam a seguinte relação: a) p C aF F F b) p C aF F F c) p C aF F F d) p C aF F F QUESTÃO 24 (Ufrgs) Um cubo maciço e homogêneo, cuja massa é de 1,0 kg, está em repouso sobre uma superfície plana horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o cubo e a superfície vale 0,30. Uma força F, horizontal, é então aplicada sobre o centro de massa do cubo. (Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a (10 m/s 2) Assinale o gráfico que melhor representa a intensidade f da força de atrito estático em função da intensidade F da força aplicada. a) b) c) d) QUESTÃO 25 (Udesc) A Figura a seguir mostra uma caixa de madeira que desliza para baixo com velocidade constante sobre o plano inclinado, sob a ação das seguintes forças: peso, normal e de atrito. Assinale a alternativa que representa corretamente o esquema das forças exercidas sobre a caixa de madeira. a) b) c) d) e) Gabarito: Resposta da questão 1: [E] As forças verticais que agem na moeda de R$ 1,00 são o seu próprio peso 1(P ) e as forças de atrito com a outra moeda 2(F ) e com a parede 1(F ), conforme mostra a figura Do equilíbrio: 2 2 1 1 2 1 F P 0,05N F P F 0,09 0,05 F 0,14N. Resposta da questão 2: ANULADA Questão anulada pelo gabarito oficial. No ponto A: A A at at F Psen30 1000 10 0,5 F 5000 N Para o ponto B (repare que o enunciado diz que o automóvel faz 90 com a vertical e não com a horizontal, o que obviamente não seria possível): Bat F 0 N Como não há resposta correta, a questão foi anulada. Resposta da questão 3: [E] De acordo com o diagrama de forças da figura abaixo, temos: yx at e N P PcosP Psen x at eF N P F Psen N P θθ μ θ μ esen Pθ μ cos θ e e sen 0,6 0,75 cos 0,8 θ μ μ θ Resposta da questão 4: [D] Se a velocidade do móvel é constante, logo ele não possui aceleração 2a 0 m s , utilizando a segunda lei de Newton, temos: x at x at x at x at at at at F cos30 (P F ) ma F cos30 (P F ) 0 P F F cos30 P mgsen20 mgsen20 F F cos30 F cos30 mgsen20 F mg sen20 F F cos30 mg sen20 F F cos30 10 10 0,34 6 F 0,87 34 6 F 0,87 40 F 0,87 F 46 N Resposta da questão 5: [B] Como o bloco permanece em repouso, significa que a força resultante é nula,sendo que a força de atrito estático é igual em módulo à força 1F na figura (a) e na situação da figura (b) é igual à diferença entre 1F e 2F . Resposta da questão 6: [C] As componentes da força (F) que a esteira exerce na caixa são a Normal (N) e a de atrito at(F ), conforme mostra a figura. Resposta da questão 7: [C] De modo simplificado, a força peso é vertical para baixo, dirigida para o centro da Terra. Ao andar, as forças musculares exercidas pelo ser humano aplicam no solo uma força de atrito para trás, recebendo uma reação de atrito para a frente, com o mesmo sentido do deslocamento. Resposta da questão 8: [E] Da figura, podemos escrever: at N Pcos F Psen F P(sen cos ) θ θ θ μ θ Pela última equação acima, para a primeira situação, temos: 1 1 1F P(sen cos ) 200 1000(0,6 0,8) 0,5 θ μ θ μ μ Sendo F' o valor da nova força mínima a ser aplicada, para a segunda situação, temos: 2 2F' P(sen cos ) F' 1000(0,8 0,5 0,6) 1000 0,5 F' 500 N θ μ θ Resposta da questão 9: [A] A força de atrito surge quando há aspereza e compressão entre as superfícies de contato. No caso da aquaplanagem, não há contato entre o pneu e a pista, reduzindo a força de atrito. Resposta da questão 10: [C] Diagrama de corpo livre: Aplicando-se a segunda lei de Newton: resF m a atF F m a F N m aμ Como o deslocamento é horizontal, o módulo da força normal é igual ao peso, devido à inexistência de forças extras na vertical. F P m a F m g m aμ μ Isolando o coeficiente de atrito cinético e substituindo os valores fornecidos, ficamos com: 2 2 F m a 600 N 120 kg 2 m s 0,3 m g 120 kg 10 m s μ μ μ Resposta da questão 11: [C] Considerando que o movimento acontece na horizontal, a única força que age na direção do deslocamento é a força de atrito, sendo contrária ao sentido de movimento provocará uma desaceleração responsável por parar o bloco por completo. Sendo assim a força resultante é a força de atrito. r atF F Usando o Princípio Fundamental da Dinâmica e a expressão para a Força de atrito: m a m gμ A aceleração será: 2 2 a g 0,2 10 m / s a 2 m / s μ Do MRUV usamos a equação de Torricelli: 2 2 0v v 2 a sΔ A distância total percorrida será: 2 2 0 2 v v s 2 a 0 4 16 s 4 m 2 2 4 Δ Δ Logo, o número de vezes que o disco cruza totalmente o trilho é: 4 m n 2,667 vezes 1,5 m A distância corresponde a dois trilhos inteiros e mais uma fração de 2/3 do trilho Então, n 2 Resposta da questão 12: [A] 1ª Solução: Do gráfico, calculamos o módulo da aceleração: 2v 0 5a a 0,5 m/s . t 10 0 Δ Δ A resultante das forças sobre o corpo é a força de atrito: 2 at a 0,5 F R m g m a 0,05 5 10 . g 10 μ μ μ 2ª Solução: Do gráfico, calculamos o deslocamento: 5 10 S "área" 25 m. 2 Δ A resultante das forças sobre o corpo é a força de atrito. Pelo teorema da energia cinética: 2 22 0 0 atFat R 2 2 20 m v m vm v W W F S mg S 0 2 2 2 v 5 1 5 10 . 2 g S 2 10 25 20 Δ μ Δ μ μ Δ Resposta da questão 13: [E] Se a velocidade é constante, significa que a força resultante é nula, sendo assim, de acordo com o princípio fundamental da dinâmica, a aceleração também será nula. Resposta da questão 14: [B] A força resultante sobre o veículo é a força de atrito e seu módulo é dado por: horizontal at atF N F m gμ μ Sendo assim, a aceleração em módulo será: gμ at F m g a g m m μ μ Usando a equação de Torricelli: 2 2 0v v 2 a sΔ Então, a distância percorrida sΔ fica: 2 2 2 2 0 0 2 2 2 2 22 v v v v s 2 a 2 g 72km / h 0 km / h 3,6 400 m / sm / s s 25 m 16 m / s2 0,8 10m / s Δ μ Δ Resposta da questão 15: [D] De acordo com o diagrama de corpo livre abaixo representado: Para o equilíbrio estático, temos: at F N F P Pela definição da força de atrito: at e at eF N F Fμ μ at atF P F m g Então: e e m g F m g Fμ μ Assim: 22 kg 10 m / s F F 40 N 0,5 Resposta da questão 16: [E] Fazendo a decomposição das forças da figura, tem-se: Calculando as componentes da força peso: P sen 30 50 0,5 25 N P cos 30 50 0,9 45 N Como F P sen(30 ), o bloco está subindo o plano inclinado! Como o bloco está em movimento, deve ser utilizado o coeficiente de atrito cinético dado na questão para o cálculo a seguir. c c c c at c at c at at F N F P cos(30 ) F 0,1 45 F 4,5 N μ μ Resposta da questão 17 [B] Dados: 2 C Em 900kg; F 2.900N; 0,25; 0,35; g 10m / s .μ μ Calculando a força de atrito estático máxima: at máx E E at máxF N m g 0,35 900 10 F 3.150 N.μ μ Como a força de atrito estático máxima tem maior intensidade que aplicada paralelamente ao plano, o bloco não entra em movimento. Assim, a força resultante sobre ele é nula. Então: at atF F F 2.900 N. Resposta da questão 18: [B] No início, a força de atrito (A) é estática e tem valor nulo. À medida que o operário aumenta a intensidade da força aplicada, a intensidade da força de atrito estática também aumenta, até atingir o valor máximo x emá(A N),μ na iminência de escorregamento. Ultrapassado esse valor, a caixa entra em movimento, a força de atrito passa a ser cinética, constante cin c(A N),μ sendo mcin áxAA , pois o coeficiente de atrito cinético é menor que o estático. Resposta da questão 19: [D] Para haver movimento, a resultante das forças ativas deve ter intensidade maior que a da força de atrito estática máxima. Resposta da questão 20: [C] Quando a pessoa anda, ela aplica no solo uma força de atrito horizontal para trás. Pelo Princípio da Ação-Reação, o solo aplica nos pés da pessoa uma reação, para frente (no sentido do movimento), paralela ao solo. Resposta da questão 21: [B] A força mínima necessária para colocar o livro em movimento, tem que ser maior que a força de atrito estática máxima. máxat e F F F N F 0,1 10 F 1 N. Observação: A rigor esta questão, tal como apresentada, não possui resposta, pois a alternativa [B], para que fosse a correta, deveria ser “maior do que 1 N”. Resposta da questão 22: [C] A força que a pessoa aplica na caixa pF e a que a caixa aplica na pessoa CF formam um par ação-reação, tendo, portanto, a mesma intensidade: p cF F . Como o movimento é retilíneo e acelerado, a força que a pessoa aplica na caixa tem intensidade maior que a da força de atrito, ou seja: p aF F . Assim: p c aF F F Resposta da questão 23: [A] Observação: no enunciado, as forças deveriam levar o símbolo de vetor, pois, sem ele, refere-se apenas ao módulo da força e módulo não tem direção. O correto é: pF : força paralela ao solo exercida pela pessoa; aF : força de atrito exercida pelo piso. A caixa se desloca na mesma direção e sentido de pF . A força que a caixa exerce sobre a pessoa é CF . A força que a pessoa aplica na caixa pF e a que a caixa aplica na pessoa CF formam um par ação-reação, tendo, portanto, a mesma intensidade: p CF F . Como o movimento é retilíneo e uniforme, as forças que agem sobre a caixa estão equilibradas, ou seja: p aF F . Assim: p C aF F F Resposta da questão 24: [C] Calculando a força de atrito estático máxima, encontramos: e emaxf N mg 0,3x1,0x10 3,0Nμ μ . Se a max f 3,0N significaque a força aplicada deve ser maior que 3,0N para que o bloco se mova. Se a força for menor ou igual a 3,0N, então F = fat. Resposta da questão 25: [E] Peso: vertical para baixo. Normal: perpendicular ao plano. Atrito: contrária ao deslizamento.
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