Polias,Atrito e Plano inclinado ( 9°ano )

1-Considere que um caminhão-tanque, ao abastecer um posto de gasolina, se encontra em repouso, apoiado sobre um piso plano e horizontal, sem atrito

É correto afirmar que a menor força capaz de deslocar esse caminhão é

a) uma força que depende da natureza das superfícies de contato.

b) uma força que está relacionada com a área de contato entre as suas superfícies.

c) igual à força de atrito estático máxima.

d) uma força proporcional à reação normal de apoio.

e) qualquer força, por menor que seja, desde que haja uma componente horizontal

Resposta E


2-Uma invenção que significou um grande avanço tecnológico na Antiguidade, a polia composta ou a associação de polias, é atribuída a Arquimedes (287 a.C. a 212 a.C.). O aparato consiste em associar uma série de polias móveis a uma polia fixa. A figura exemplifica um arranjo possível para esse aparato. É relatado que Arquimedes teria demonstrado para o rei Hierão um outro arranjo desse aparato, movendo sozinho, sobre a areia da praia, um navio repleto de passageiros e cargas, algo que seria impossível sem a participação de muitos homens. Suponha que a massa do navio era de 3000 kg, que o coeficiente de atrito estático entre o navio e a areia era de 0,8 e que Arquimedes tenha puxado o navio com uma força , paralela à direção do movimento e de módulo igual a 400 N. Considere os fios e as polias ideais, a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e que a superfície da praia é perfeitamente horizontal.

O número mínimo de polias móveis usadas, nessa situação, por Arquimedes foi

1. 3.
2. 6.
3. 7.
4. 8.
5. 10.

Resposta:

Para que a caixa entre em iminência de movimento é necessário que a força de atrito (fat) estática assuma o seu valor máximo fat=μ.N, sendo N=P. Se a massa do corpo vale 3000kg, o peso será 30.000N fat=0,8 x 30.000 = 24.000N. Em cada roldana, a força de tração é dividida por 2. O número de roldanas será indicado para que a força de tração ligada ao corpo seja maior que a fatemax. Como a força aplicada é de 400N, a força após 1 roldana será de 800N, mais uma 1600N, colocando outra 3200N, mais uma 6400N, e a seguir 12.800N, dobrando mais uma vez a tração ao colocar outra roldana, teremos uma força de 25.600N, o que coloca o corpo em movimento, pois supera os 24.000N da fatemáx.

3-Vamos supor que temos um bloco de massa m = 5 kg sobre uma superfície plana. Suponhamos que o coeficiente de atrito entre o bloco e a superfície plana seja igual a 0,2, determine o valor da força de atrito para uma força que puxa o bloco com intensidade igual a 50 N.

Primeiramente devemos retirar os dados do problema

m=5 kg;F=50 N; μ=0,2; θ=30°

Como sabemos que a força faz um ângulo de 30° com a horizontal, devemos decompor a força na direção y (F_y = F.sen30°), pois a força de atrito depende da normal e do coeficiente de atrito, assim temos:

f_at = μ.N
N = P- F_y
N=m.g - F.sen30°
N=5 .10- 50 .0,5
N= 25 N

Substituindo o valor da normal na equação da força de atrito, temos:

f_at = 0,2 .25
f_at = 5N

14-    Uma locomotiva puxa uma série de vagões, a partir do repouso. Qual é a análise correta da situação?

a) A locomotiva pode mover o trem somente se for mais pesada do que os vagões.

b) A força que a locomotiva exerce nos vagões é tão intensa quanto a que os vagões exercem na locomotiva; no entanto, a força de atrito na locomotiva é grande e é para frente, enquanto que a que ocorre nos vagões é pequena e para trás.

c) O trem se move porque a locomotiva dá um rápido puxão nos vagões, e, momentaneamente, esta força é maior do que a que os vagões exercem na locomotiva.

d) O trem se move para frente porque a locomotiva puxa os vagões para frente com uma força maior do que a força com a qual os vagões puxam a locomotiva para trás.

e) Porque a ação é sempre igual à reação, a locomotiva não consegue puxar os vagões

Resposta B

5-(UFLA-MG) Um bloco de gelo desprende-se de uma geleira e desce um plano inclinado com atrito. Qual o diagrama que representa corretamente as forças que atuam sobre o bloco?

a)

b)

c)

d)

e)

Resposta Como o bloco desce um plano inclinado feito de gelo, não podemos desprezar o atrito entre o bloco de gelo e a superfície, por mais lisa que seja ainda sim existe atrito. Sendo assim, temos atuando no bloco de gelo as seguintes forças: normal, força de atrito (contrária ao movimento do bloco) e a força peso.

Alternativa A

6-    Um corpo de massa m está sujeito à ação de uma força F que o desloca segundo um eixo vertical em sentido contrário ao da gravidade. Se esse corpo se move com velocidade constante, é porque:

a) a força F é maior do que a da gravidade.

b) a força resultante sobre o corpo é nula.

c) a força F é menor do que a gravidade.

d) a diferença entre os módulos das duas forças é diferente de zero.

Resposta B

7-(UNIFOR CE) Um bloco de massa de 4,0 kg é abandonado num plano inclinado de 37º com a horizontal com o qual tem coeficiente de atrito 0,25. A aceleração do movimento do bloco é em m/s². Dados: g = 10 m/s²; sen 37º = 0,60; cos 37º = 0,80.

a) 2,0
b) 4,0
c) 6,0
d) 8,0
e) 10

Resposta 

Como o exercício diz respeito a um plano inclinado, primeiramente devemos representa-lo através de um desenho, em seguida representar as forças que atuam no bloco e, por fim, calcular o que se pede.

A figura acima representa as forças que estão atuando sobre o corpo. Como o exercício nos pede a aceleração com que o bloco desce o plano inclinado, iremos usar a segunda Lei de Newton para descobrir a aceleração do bloco. Assim, temos:

F_R=m.a
P_x-F_at=m.a

Como:

P_x = P.sen37° ;  F_at = μ.N;  N = P.cos37° 

Temos:

P.sen37°-μ.P.cos37°=m.a

40 .0,6-0,25 .40 .0,8=4a

4a=24-8

Alternativa B

8-   Sobre um corpo de massa igual a 10 kg atuam duas forças de mesma direção e sentidos opostos que correspondem a 40 N e 20 N. Determine a aceleração em que esse objeto movimenta-se.

a) 1 m/s²

b) 2 m/s²

c) 4 m/s²

d) 6 m/s²

e) 8 m/s²

F = M.A

20=10.A

A=2m/s²

9-Vejamos a figura abaixo. Nela temos a representação de diversas forças que agem sobre o bloco sobre um plano inclinado. O vetor que melhor representa a força peso do bloco é:

a) A
b) B
c) C
d) D
e) E

Resposta Como sabemos, a força peso sempre tem direção que aponta para o centro da Terra, portanto a força que melhor representa a força peso atuando no bloco é a letra C, cuja direção é vertical para baixo.

10-    Um menino deseja deslocar um bloco de madeira sobre o chão horizontal puxando uma corda amarrada ao bloco.

 Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre a madeira e o chão vale 0,4, que a massa do bloco é 42 kg e que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2, e considerando √3 = 1,7, qual a menor intensidade da força que o menino deve puxar a corda para deslocar o bloco, se a direção da corda forma com o chão um ângulo de 60°?

a) 100 N.                  

b) 200 N.                   

c) 220 N.                  

d) 250 N.                  

e) 300 N.

Resposta C

11- (UFPE) No plano inclinado da figura abaixo, o bloco de massa M desce com aceleração dirigida para baixo e de módulo igual a 2,0m/s², puxando o bloco de massa m. Sabendo que não há atrito de qualquer espécie, qual é o valor da razão M/m? Considere g = 10m/s².

Resposta ( 4 )

12-(FATEC) O bloco da figura, de massa 5 Kg, move-se com velocidade constante de 1,0 m/s num plano horizontal, sob a ação da força F,constante e horizontal.

Bloco sendo puxado por uma força F

Se o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano vale 0,20, e a aceleração da gravidade, 10m/s², então o módulo da força F, em Newtons, vale:

a) 25

b) 20

c) 15

d) 10

e) 5

Resposta 

Ao aplicar a força F sobre o bloco, surge uma força de atrito em sentido contrário, conforme mostra a figura:

A força F dá origem a uma força de atrito em sentido contrário ao movimento do bloco

Para encontrar o módulo da força F, precisamos fazer a decomposição vetorial das forças que atuam sobre o bloco:

R = F – F_at

A força F é positiva, pois está sendo aplicada para a direita; já a força de atrito F_at é negativa por ser oposta ao movimento e apontar para a esquerda.

Sendo R = m.a e F_at = μ_d . N, podemos reescrever a equação acima como:

m.a = F – μ_d . N

Temos os seguintes dados:

m = 5 Kg
a = 0 (velocidade constante)
μ_d = 0,2
N = m. G
N = 5 .10
N = 50 N

13-(UNIFOR) Um bloco de massa 20 kg é puxado horizontalmente por um barbante. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano horizontal de apoio é 0,25. Adota-se g = 10 m/s². Sabendo que o bloco tem aceleração de módulo igual a 2,0 m/s², concluímos que a força de tração no barbante tem intensidade igual a:

a) 40N

b) 50N

c) 60N

d) 70N

e) 90N 

Resposta Dados:

m = 20 Kg
μ_d = 0,25
g = 10 m/s²
a = 2,0 m/s²

Utilizamos a equação:

R = T – F_at

Sendo R = m.a, podemos reescrever a equação como:

m . a = T – F_at
20 . 2 = T – N.μ_d

A força normal N é igual à força peso:

N = P
N = m.g
N = 20 . 10
N = 200 N

Substituindo na equação acima, temos:

20 . 2 = T – 200 _. 0,25
40 = T – 50
T = 40 + 50
T = 90 N

14   A figura representa um bloco B de massa mB apoiado sobre um plano horizontal e um bloco A de massa mA a ele pendurado. O conjunto não se movimenta por causa do atrito entre o bloco B e o plano, cujo coeficiente de atrito estático é μB.

Não leve em conta a massa do fio, considerado inextensível, nem o atrito no eixo da roldana. Sendo g o módulo da aceleração da gravidade local, pode-se afirmar que o módulo da força de atrito estático entre o bloco B e o plano

a) é igual ao módulo do peso do bloco A.

b) não tem relação alguma com o módulo do peso do bloco A.

c) é igual ao produto mB . g . mB, mesmo que esse valor seja maior que o módulo do peso de A.

d) é igual ao produto mB . g . mB, desde que esse valor seja menor que o módulo do peso de A.

e) é igual ao módulo do peso do bloco B.

Resposta A

15-A figura representa um caixote transportado por uma esteira horizontal. Ambos tem velocidade de módulo V, constante,, suficientemente pequeno para que a resistência do ar sobre o caixote possa ser considerada desprezível.

Pode-se afirmar que sobre esse caixote, na situação da figura.

a) atuam quatro forças: o seu peso, a reação normal da esteira, a força de atrito entre a esteira e o caixote e a força motora que a esteira exerce sobre o caixote.

b) atuam três forças: o seu peso, a reação normal da esteira, a força de atrito entre a esteira e o caixote, no sentido oposto ao do movimento.

c) atuam três forças: o seu peso, a reação normal da esteira, a força de atrito entre a esteira e o caixote, no sentido do movimento..

d) atuam duas forças: o seu peso, a reação normal da esteira.

e) não atua força nenhuma, pois ele tem movimento retilíneo uniforme.

Resposta D

16-Um bloco com massa de 3 kg está em movimento com aceleração constante na superfície de uma mesa. Sabendo que o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e a mesa é 0,4, calcule a força de atrito entre os dois. Considere g = 10 m/s².

m = 3 Kg
μ_d = 0,4
g = 10 m/s²

Utilizamos a equação:

F_atd = N . μ_d

N = P
N = m.g

F_atd = N . μ_d
F_atd = m . g . μ_d
F_atd = 3 . 10 .0,4
F_atd = 12 N

17-Um bloco de madeira com massa de 10 kg é submetido a uma força F que tenta colocá-lo em movimento. Sabendo que o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície é 0,6, calcule o valor da força F necessária para colocar o bloco na situação de iminência do movimento. Considere g = 10 m/s².

m = 10 kg
μ_e = 0,6
g = 10 m/s²

O bloco entrará na iminência do movimento quando a força F for igual à força de atrito estático.

F = F_ate
F = N . μ_e
F = m . g .μ_e
F = 10 . 10 . 0,6
F = 60 N

18- 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.

Resposta C