Física I ⇒ UFF 2008) Força de Atrito - Questão conceitual Tópico resolvido

[nina]

Professores de Física da UFF estudam a dinâmica do movimento de placas geológicas que compõem a crosta terrestre, com o objetivo de melhor compreender a física dos terrremotos. Um sistema simples que exibe os elementos determinantes desta dinâmica é composto por um bloco apoiado sobre uma mesa horizontal rugosa e puxado por uma mola, como mostrado abaixo. A mola é esticada continuamente por uma força F de módulo crescente, mas o bloco permanece em repouso até que o atrito não seja mais suficiente para impedir seu deslocamento. Enquanto não houver deslizamento, é correto afirmar que:

a.jpg (6.03 KiB) Exibido 5972 vezes

a) o módulo da força que o bloco faz sobre a mola é igual ao módulo da força de atrito sobre o bloco;
b) o módulo da força de atrito sobre o bloco é maior que o módulo da força que a mola faz sobre o bloco;
c) o módulo da força de atrito depende da força normal sobre o bloco, já que a normal é a reação ao peso;
d) o módulo da força que a mola faz sobre o bloco é maior que o módulo da força que o bloco faz sobre a mola;
e) o módulo da força de atrito sobre o bloco não muda enquanto a mola é esticada.

Resposta

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a

Alguém por gentileza poderia me responder as seguintes perguntas:

Sobre a alternativa "a": Se o enunciado pede para considerar o momento em que não há deslizamento, eu não poderia pensar que o o módulo da força sobre a mola poderia ser menor que o módulo da força de atrito? O módulo da força que o bloco faz sobre a mola é igual ao módulo da força de atrito sobre o bloco quando este está na iminência do deslizamento, não? Isto é, o módulo da força sobre a mola pode ir aumentando até atingir Fat,e máx e a partir daí se mover. Não entendo como podemos afirmar que é igual.

Sobre as alternativa "b" e "c": por que estão erradas?

Desde já obrigada!

[poti]

É a pegadinha da Fat. A Fat máxima não é a Fat exercida durante todo o momento em que o bloco não se mexe. Para cada força aplicada menor que a Fat máxima, a Fat é igual a essa força.

Perceba que o o módulo da força sobre a mola não poderia ser menor que o módulo da força de atrito, pois nesse caso, por serem apenas essas duas forças atuantes no bloco, você teria uma aceleração pra trás causada pela força de atrito (o que não faz sentido). Isso responde a b.

No caso da c, usando a mesma ideia (que está na mesma pegadinha), apenas a Fat máxima depende da força normal e seu valor é [tex3]\mu_{estatico} \cdot N[/tex3]. Qualquer outra Fat depende da força aplicada e será igual a ela.

[poti]

Exemplificação do conceito:

Test.jpg (17.26 KiB) Exibido 5966 vezes

[tex3]f_e = \mu_e \cdot N[/tex3]
[tex3]f_c = \mu_c \cdot N[/tex3]

Se [tex3]f < f_e[/tex3], [tex3]f[/tex3] só pode ser calculada fazendo o equilíbrio das forças. Não tem fórmula fechada ou valor constante.

[nina]

Hmmmm muito bem! Muitíssimo obrigada.