Nesta aula, vamos resolver algumas questões sobre atrito. Antes, vamos revisar as principais fórmulas e conceitos.
Atrito estático
Sem deslizar
Acontece quando um corpo não consegue deslizar. Quando isso acontece, o atrito se chama estático. Nesse caso, a força resultante no corpo (FR) é nula:
AE = F
Corpo na iminência de deslocamento
Nesse caso, o atrito atinge um valor máximo, também chamado de destaque. Ele pode ser calculado pela multiplicação do coeficiente de atrito estático (μe) pela força normal (N).
AE máximo = μe . N
Atrito cinético ou dinâmico
Há deslizamento do corpo. Nessas situações, a força de atrito fica constante e depende do coeficiente de atrito cinético:
AC = μc . N
Exercícios sobre atrito
QUESTÃO 1
(Enem) Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés.
Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto?
a) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento.
b) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento.
c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento
d) Horizontal e no mesmo sentido do movimento.
e) Vertical e sentido para cima.
RESOLUÇÃO:
Quando uma pessoa anda sobre o chão, seus pés o empurram para trás e o chão reage e empurra essa pessoa para frente. Nesse caso, temos duas forças de atrito (pé no solo e solo no pé), ação e reação.
Lembre-se de que o atrito aparece contrário à tendência de deslizamento de um corpo em uma determinada superfície. Como o é tende a deslizar para baixo em uma rampa, o atrito apareceria para cima.
Mas como o atrito ficou para cima, isso significa que ele ficou a favor do movimento da pessoa. Ou seja:
RESPOSTA: C
QUESTÃO 2
(UFV) Uma corda de massa desprezível pode suportar uma força tensora máxima de 200 N sem se romper. Um garoto puxa, por meio desta corda esticada horizontalmente, uma caixa de 500 N de peso ao longo de piso horizontal. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o piso é 0,20 e, além disso, considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², determine:
a) a intensidade da força de atrito cinético entre a caixa e o piso;
Para calcular o atrito cinético, vamos recorrer à fórmula:
Fat = μ . N
Fat = 0,2 . 500
Fat = 100 N
b) a máxima aceleração que se pode imprimir à caixa.
A máxima aceleração depende da tração máxima com que a caixa é puxada. Para isso, vamos usar a Segunda Lei de NEwton:
FR = m . a
Nesse caso, temos que considerar como força resultante a subtração da orça que ajuda o movimento com aquela que atrapalha:
T – Fat = m . a
Agora, vamos lembrar que podemos descobrir a massa do corpo utilizando a fórmula: P = m . g. Assim, chegamos a uma massa de 50 kg, que podemos utilizar na conta:
T – Fat = m . a
200 – 100 = 50 . a
a = 2 m/s²
QUESTÃO 3
(UFSM-RS) Um bloco com peso de módulo 15 N encontra-se, em repouso, sobre uma superfície horizontal. Sendo 0,4 o coeficiente de atrito estático entre eles, o módulo da força de atrito, enquanto o bloco permanece, em repouso, é:
a) sempre igual ao módulo da força horizontal aplicada ao bloco, até o valor máximo de 6 N.
b) 6 N, para qualquer módulo de força horizontal aplicada ao bloco.
c) sempre menor que o módulo da força horizontal aplicada ao bloco, até o valor máximo de 6 N.
d) sempre maior que o módulo de força horizontal aplicada ao bloco, com um valor máximo de 6 N.
e) 15 N, para qualquer módulo de força horizontal aplicada ao bloco.
RESOLUÇÃO:
A força de atrito depende da força que é aplicada sobre o corpo. Toda vez que puxarmos um corpo, por exemplo, aparecerá uma força de atrito no sentido contrário. A questão é que esse atrito não é constante, pois vai justamente depender da força que aplicamos.
Assim, à medida que aumentamos a força, o atrito também aumenta. No entanto, ele aumenta até um ponto chamado de atrito estático máximo (ou de destaque). Essa força pode ser calculada pela multiplicação do coeficiente de atrito máximo pela normal:
Fat max = μe . N
Fat max = 0,4 . 15
Fat max = 6 N
Isso significa que é necessário aplicar uma força superior a 6 N para que o corpo saia do lugar. Então, quando o bloco estiver em repouso, a força que aplicamos (F) e o atrito vão variar (até o limite de 6 N).
Note que se aplicarmos exatamente 6 N sobre esse corpo chegaremos a uma situação chamada de iminência de deslizamento, em que o corpo ainda está parado.
Portanto:
RESPOSTA: A
QUESTÃO 4
(UFLA) Um trator utiliza uma força motriz de 2000 N e arrasta, com velocidade constante, um tronco de massa 200 kg ao longo de um terreno horizontal e irregular. Considerando g = 10 m/s², é correto afirmar que o coeficiente de atrito cinético μ entre o tronco e o terreno vale:
a) 1,0
b) 0,5
c) 0,25
d) zero
RESOLUÇÃO:
Como o tronco está se deslocando na horizontal para a direita, teremos um MRU. E, nesse caso, a força resultante é nula. Quando isso acontece, a força (F) que puxa o tronco terá o mesmo valor da força de atrito, pois elas têm que se cancelar, uma vez que o sistema não acelera.
Então temos que:
F = Fat
F = μc . N
Para achar a normal (N), utilizamos a fórmula do peso (P), já que são iguais:
P = m . g
N = 200 . 10
P = 2000 N
Retomando:
F = μc . N
2000 = μc . 2000
μc = 1
RESPOSTA: A
QUESTÃO 5
(UEG) Um guarda-roupa tem massa 100 kg e está apoiado em um plano horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o guarda roupas e o chão vale 0,60. Adote g=10 m/s².
Uma pessoa vai empurrar o guarda-roupa com uma força horizontal de intensidade F.
a) Qual a intensidade da força de atrito quando F = 400 N?
Como o móvel estava parado, não sabemos se a força de 400 N consegue deslocá-lo ou não. Nessa situação, a primeira coisa que temos que fazer é calcular qual seria o atrito máximo que ainda segurava o guarda-roupa parado:
Fat max = μe . N
Usando P = m . g, chegamos a um peso de 1000 N. Por estarmos num plano horizontal, a normal (N) é igual do peso (P):
Fat max = μe . N
Fat max = 0,6 . 1000
Fat max = 600 N
Isso significa que se não for aplicada uma força maior do que 600 N, o móvel não sairá do lugar. Como nessa alternativa a força é 400 N, o guarda-roupa fica em repouso. E quando isso acontece, o atrito e força feita se igualam.
b) Depois de iniciar o movimento, a pessoa passa a empurrar o guarda-roupa com F = 340 N e ele passa a se mover com velocidade constante. Qual o coeficiente de atrito cinético entre o guarda roupas e o chão?
Veja que o movimento já foi iniciado. Isso quer dizer que, em algum momento, foi feita uma força maior do que os 600 N que calculamos. Porém, depois que o móvel foi movido, a pessoa reduziu a força feita apenas para manter o movimento com velocidade constante.
Assim, o atrito será do tipo cinético e também vai valer 340 N. Isso porque a velocidade fica constante e, quando isso acontece, as forças têm que se cancelar:
Fat = F
μc . N = 340
μc . 1000 = 340
μc = 0,34
Espero que você tenha entendido um pouco melhor sobre atrito. E se quiser ajuda para melhorar seu nível de Física em outras matérias, entre em contato comigo e escolha o curso de Física mais adequado para você!
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