Física I ⇒ (UFMS–2007)Força de atrito Tópico resolvido

[Lucabral]

A figura mostra uma mola que obedece à Lei de Hooke. Uma das extremidades da mola está presa em um bloco, o qual está sobre uma superfície horizontal, cujo coeficiente de atrito estático mE é maior que o coeficiente de atrito cinético mC, e ambos são constantes em toda a superfície. Quando a mola está no seu comprimento normal, a outra extremidade coincide com a origem do referencial Ox.
Se, a partir dessa posição, puxarmos essa extremidade com velocidade constante para a direita, assinale qual dos gráficos a seguir representa as forças de atrito FA (estático e cinético), aplicadas entre as superfícies do bloco e do plano, em função do tempo t. Considere t = 0 na origem do referencial.

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Resposta

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D

[alevini98]

Está incompleta a questão.

[Brunoranery]

Olá Lu,

O que interpreto é o seguinte. Quando você puxa a mola, não mexe o bloco até certo ponto. Você fornecerá uma força à mola para que essa alcance sua deformidade e a partir daí, puxe o bloco. Á medida em que você puxa a mola, ela deforma mais, e como F = +/-kx, você aumenta a força aplicada pela mola ao aumentar a deformação. Quando você tem uma força de atrito estática de 80N em um corpo e aplica sobre ele 30N, a força de atrito vai ser 30N também, pois isso satisfaz a condição de equilíbrio. Nesse caso, a força de atrito vai aumentando proporcionalmente à força aplicada, até que a força aplicada atinja uma força maior que a de atrito máxima e o bloco comece a se mover. A partir daí, a força de atrito vai ser a cinética, que vai ser constante, calculada a partir do produto entre o coeficiente de atrito cinético e a Normal, que em um plano horizontal é igual à peso.

Agora vem o x da questão: Por que uma reta no gráfico?
Simples. Você está a uma velocidade constante, com uma relação linear com o deslocamento. Esse deslocamento seria relacionado à deformação da mola. F = kx. Como a relação entre F e x é linear, e a força de atrito sobe inicialmente da mesma forma da força elástica, teremos no gráfico uma reta.

Outra coisa: Por que a reta vermelha constante fica em baixo? Por que a força de atrito cinética é sempre menor que a estática.

A ultima pergunta para excluir todas as outras alternativas: Por que o gráfico parte da origem? Porque a força de atrito existe para equilibrar com a força de movimento. Se você não tem uma força sendo aplicada (posição inicial), para quê terá força de atrito? Isso seria contra a primeira lei do nosso tio Newton.

[Lucabral]

Brunoranery, Esclarecedor (como sempre).Obrigada!