Força de atrito

a de atrito
PROBLEMAS ENVOLVENDO FORÇAS DE ATRITO
(Capítulo 5 do Tipler)

Problema 16

Identificação da Situação

Dados: bloco de 3 kg sobre mesa horizontal, preso a um bloco de 2 kg, suspenso por um cordel leve coeficiente de atrito cinético entre corpo e mesa igual a 0,3
Incógnitas: a) coeficiente de atrito estático mínimo que possibilita que os blocos permaneçam em repouso b) tempo para que o corpo de 2 kg caia 2 m
Figura explicativa: no enunciado do problema

Estratégia de Resolução

Para que o sistema permaneça em repouso, é necessário que exista uma força de atrito estático entre o bloco de 3 kg e a mesa e que esta força tenha intensidade suficiente para equilibrar a tendência do sistema de se mover. Considerando o sistema como um todo (dois blocos e cordel de massa desprezível), podemos dizer que a força que tende a fazer com o sistema se mova é o peso do bloco de 2 kg e a força que tende a impedir o movimento é a força de atrito estático entre o outro bloco e a mesa. Assim, a condição limite para que o sistema permaneça em equilíbrio é que a força de atrito estático máxima entre o bloco e a mesa seja no mínimo igual ao peso do bloco suspenso. Aplicando esta condição podemos obter o coeficiente de atrito estático mínimo para os blocos permaneçam em repouso (item a).

Se o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a mesa for menor que este valor, o sistema entrará em movimento com aceleração constante. Para obtermos esta aceleração podemos aplicar a 2ª Lei de Newton ao sistema como um todo. Neste caso a força resultante será dada pela diferença (em módulo) entre o peso do bloco suspenso e a força de atrito cinético entre o bloco e a mesa.
Tendo a aceleração, podemos obter o tempo levado o bloco cair uma distância de 2 m, usando a equação para um movimento com aceleração constante.

Solução do Problema

Análise da Resposta