Um bloco de 2,5 kg está inicialmente em repouso em uma superfície horizontal.
Uma força horizontal F de módulo 6,0 N e uma força vertical P são aplicadas ao
bloco. Os coeficientes de atrito entre o bloco e a superfície são µs = 0,40 e
µk = 0,25. Determine o módulo de força de atrito que age sobre o bloco se o
módulo da força de atrito que age sobre o bloco se o módulo P é (a) 8,0 N, (b)
10 N e (c) 12 N
Essa é fácil. Vou fazer o item (a), os itens (b) e (c) se resolvem por analogia.
Vamos relacionar as forças na direção vertical. Nessa direção tem-se a força peso para baixo: mg=(2,5kg).(9.8m/s^2)=24,5N, uma força para cima P=8,0N, e uma força normal para cima N.
+↑ ∑Fy=0
N + P - mg = 0. Logo, N= mg - P= 24,5N - 8,0N=16,5N
Agora, vamos relacionar as forças na direção horizontal. Nessa direção, tem-se uma força F=6,0N e a força de atrito ƒ=µ.N.
Agora, é um processo de análise. No exercício tem-se dois coeficientes de atrito, um cinético e outro estático. Inicialmente, usamos o coeficiente de atrito estático para determinar se o bloco se move com a força F aplicada.
F - ƒs= 6,0N - 0,40.(16,5N)=-0,6N, isto é, ƒs>F. Portanto o bloco não se move, a única força de atrito que levamos em consideração é a ƒs, e o módulo da força de atrito é:
ƒs=6,6N (resposta)
Item (b) Por analogia ao item (a), temos: N=mg - P= 24,5 N - 10N=14,5N.
ƒs=µs.N=0,40.(14,5N)=5,8N. Logo ƒs<F, portanto o bloco se move e a força de atrito que levamos em conta é a força de atrito cinético, ƒk.
ƒk=µk.N=0,25.(14,5N)= 3,625N (Resposta)
O item (c) é totalmente análogo ao (b).
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