Um grupo de alunos realiza uma experiência usando uma caixa, de massa igual a 2 kg, que se encontra em repouso sobre uma mesa horizontal. A estudante Jaqueline faz medidas do módulo de F e da aceleração correspondente da caixa, formando a tabela abaixo.
F (N) 0 10 20
a (m/s²) 0 0 1
a) Quando F=10N, é possível que se obtenha a=0? Ou isso é resultado de um erro nas medidas de Jaqueline?
b) Qual o valor da força de atrito cinético entre a caixa e a mesa, quando o módulo de F vale 20N?
Resolução:
a) É possivel que se obtenha a aceleração nula com uma força aplicada de 10 Newtons sim, pode acontecer por dois motivos, ou a força de 10 Newtons não foi suficiente para quebrar a força de atrito estático, deixando o bloco em equilíbrio estático, ou o bloco entrou num movimento retilíneo uniforme, com o corpo estando em equilíbrio dinâmico (MU), pois como você sabe, um movimento retilíneo uniforme não tem aceleração.
b) Temos os seguintes dados para uma força aplicada de 20 Newtons:
F = 20 N
m = 2 kg
a = 1 m/s²
Fat = ?
Temos a seguinte equação do princípio fundamental da dinâmica:
Fr = m . a
Sabemos que a força de atrito se opõe ao movimento, então dizemos que:
F - Fat = m . a
Substituindo:
20 - Fat = 2 . 1
-Fat = 2 - 20
-Fat = -18
Fat = 18
Logo, a força de atrito cinético entre a mesa e o bloco é de 18 Newtons.
Observação:
Vimos que a força de atrito cinético é de 18 Newtons, mas a força de atrito estático é sempre maior que a de atrito cinético e como a força aplicada foi de 10 Newtons, podemos concluir que o bloco permaneceu em equilíbrio estático na letra A, pois a força não foi suficiente para movê-lo. Isso foi apenas uma observação e espero que tenhamos uma visão mais ampla da questão.
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