Baixe Atrito Dinâmico: Força de Atrito e Exercícios Resolvidos e outras Exercícios em PDF para Física, somente na Docsity!
Atrito dinâmico
Borges e Nicolau
Uma pessoa está puxando uma caixa de peso P ao longo do solo horizontal aplicando na caixa uma força horizontal F. As superfícies em contato (caixa e solo) apresentam rugosidades, não são perfeitamente lisas como consideramos nos capítulos anteriores. Por isso, o solo exerce na caixa uma força Fat que se opõe ao movimento.
A força que o solo exerce na caixa e que se opõe ao movimento recebe o nome de força de atrito dinâmico.
Na figura abaixo representamos as forças que agem na caixa. Observe que a força resultante que o solo aplica na caixa é R , soma vetorial de Fat e FN. Assim, Fat e FN são as componentes tangencial e normal da força R.
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Verifica-se experimentalmente que a intensidade da força de atrito dinâmico é diretamente proporcional à intensidade da força normal FN :
Fat = μd.FN
O coeficiente de proporcionalidade μd é chamado coeficiente de atrito dinâmico ou coeficiente de atrito cinético. Ele é adimensional e depende da natureza dos materiais em contato.
Exercícios básicos:
Exercício 1:
Um bloco de massa 1,0 kg desloca-se numa mesa horizontal sob ação de uma força horizontal de intensidade F = 10 N. O coeficiente de atrito dinâmico entre a mesa e o bloco é igual a 0,50. Considere g = 10 m/s^2.
MATERIAL DE FÍSICA
REPEZZA
19 /03/2020 1 ª SÉRIE
ROTEIRO DE ESTUDOS
a) Determine a aceleração do bloco. b) Supondo que o bloco partiu do repouso qual é sua velocidade após percorrer 2,5 m?
Exercício 2:
Um bloco de massa 0,80 kg desloca-se numa mesa horizontal sob ação de uma força horizontal de intensidade F = 6,0 N, realizando um movimento retilíneo e uniforme. Considere g = 10 m/s^2. Determine:
a) As intensidades das forças de atrito e normal que a mesa aplica no bloco. b) A intensidade da força resultante que a mesa aplica no bloco. c) O coeficiente de atrito dinâmico.
Exercício 3:
Dois blocos A e B de massas m = 1,0 kg e M = 2,0 kg, respectivamente, estão em movimento apoiados numa superfície horizontal. A força horizontal constante aplicada ao bloco A tem intensidade F = 12 N. O coeficiente de atrito entre os blocos e a mesa é igual a 0,30.
Calcule a intensidade da aceleração a dos blocos e a intensidade da força que A exerce em B.
Exercício 4:
Dois blocos A e B de massas m = 1,0 kg e M = 2,0 kg, respectivamente, estão apoiados numa superfície horizontal e ligados por um fio ideal. Uma força horizontal constante de intensidade F = 12 N é aplicada ao bloco B e o conjunto entra em movimento. Determine a intensidade da aceleração dos blocos e a intensidade da força de tração no fio. Há atrito entre os blocos e a superfície, sendo o coeficiente de atrito dinâmico igual a 0,20.
Exercício 2: resolução
a) Sendo o movimento uniforme, concluímos que a força resultante que age no bloco é nula. Logo, Fat = F = 6,0 N
FN = P = 0,80.10 => FN = 8,0 N
b) A força resultante R que a mesa aplica no bloco tem como componentes FN e Fat.
Pelo Teorema de Pitágoras, temos:
R^2 = (FN)^2 + (Fat)^2 => R^2 = (8,0)^2 + (6,0)^2 => R = 10 N
c) Fat = μ.FN => Fat = μ.P => 6,0 = μ.8,0 => μ = 0,
Respostas: a) 6,0 N e 8,0 N; b) 10 N; c) 0,
Exercício 3: resolução
Vamos inicialmente isolar os blocos:
Cálculo das intensidades das forças de atrito:
FatA = μ.FNA => FatA = μ.PA => FatA = 0,30.10 => FatA = 3,0 N
FatB = μ.FNB => FatB = μ.PB => FatB = 0,30.20 => FatB = 6,0 N
PFD (A): F - f - FatA = m.a => 12 - f - 3,0 = 1,0.a => 9,0 - f = 1,0.a (1)
PFD (B): F - FatB = M.a => f - 6,0 = 2,0.a (2)
(1) + (2) = 9,0 - 6,0 = 3,0.a => a = 1,0 m/s^2 De (2): f = 8,0 N
Respostas: 1,0 m/s^2 ; 8,0 N
Exercício 4: resolução
Vamos inicialmente isolar os blocos:
Cálculo das intensidades das forças de atrito:
FatA = μ.FNA => FatA = μ.PA => FatA = 0,20.10 => FatA = 2,0 N
FatB = μ.FNB => FatB = μ.PB => FatB = 0,20.20 => FatB = 4,0 N
PFD (A): T - FatA = m.a => T - 2,0 = 1,0.a (1)
PFD (B): F - FatB - T = M.a => 12 - 4,0 - T = 2,0.a => 8,0 - T = 2.a (2)
(1) + (2) = 8,0 - 2,0 = 3,0.a => a = 2,0 m/s^2 De (1): T = 4,0 N
Respostas: 2,0 m/s^2 ; 4,0 N
Exercício 5: resolução
Vamos inicialmente isolar os blocos:
Cálculo da intensidade da força de atrito em A:
Fat = μ.FNA => Fat = μ.PA => Fat = μ.
PFD (A): T - Fat = m.a => T - μ.20 = 2,0.3,0 => T - μ.20 = 6,0 (1)
PFD (B): PB - T = M.a => 30 - T = 3,0.3,0 => 30 - T = 9,0 (2)
De (1): T - 0,75.20 = 6,0 N => T = 21 N
Respostas: 0,75; 21 N
