Ed
mês passado
Para resolver essa questão, precisamos calcular a força mínima que o menino deve aplicar para vencer o atrito estático e deslocar o bloco. 1. Cálculo da força normal (N): A força normal é afetada pela componente vertical da força que o menino exerce ao puxar a corda. A força de atrito estático máxima (F_atrito) é dada por: \[ F_{atrito} = \mu_s \cdot N \] onde \(\mu_s\) é o coeficiente de atrito estático. 2. Cálculo do peso do bloco (P): O peso do bloco é dado por: \[ P = m \cdot g = 42 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 = 420 \, \text{N} \] 3. Componente da força na direção vertical: Se a força \(F\) é aplicada formando um ângulo de 60° com o chão, a componente vertical da força é: \[ F_y = F \cdot \sin(60°) \] 4. Cálculo da força normal (N): A força normal é igual ao peso do bloco menos a componente vertical da força: \[ N = P - F_y = P - F \cdot \sin(60°) \] 5. Substituindo na fórmula do atrito: A força de atrito máxima é: \[ F_{atrito} = \mu_s \cdot N = 0,4 \cdot (420 - F \cdot \sin(60°)) \] 6. Componente da força na direção horizontal: A componente horizontal da força é: \[ F_x = F \cdot \cos(60°) \] 7. Igualando as forças: Para que o bloco comece a se mover, a força horizontal deve ser igual à força de atrito máxima: \[ F \cdot \cos(60°) = 0,4 \cdot (420 - F \cdot \sin(60°)) \] 8. Substituindo os valores: Sabemos que \(\cos(60°) = 0,5\) e \(\sin(60°) \approx 0,866\): \[ F \cdot 0,5 = 0,4 \cdot (420 - F \cdot 0,866) \] \[ F \cdot 0,5 = 168 - 0,3464F \] \[ F \cdot 0,5 + 0,3464F = 168 \] \[ 0,8464F = 168 \] \[ F \approx \frac{168}{0,8464} \approx 198,5 \, \text{N} \] Portanto, a força que o menino deve puxar a corda para deslocar o bloco é aproximadamente 200 N. A alternativa correta é: b) 200 N.
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