Um bloco de massa m = 1,50 kg encostado contra uma mola horizontal de constante k = 400 N/m repousa sobre uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um bloco de massa m = 1,50 kg encostado contra uma mola horizontal de constante k = 400 N/m repousa sobre uma superfície com coeficientes de atrito µ_s = 0,30 e µ_k = 0,25. A mola é comprimida em x0 e então liberada instantaneamente. Determine a compressão mínima x0 (em metros) para que o bloco comece a deslizar. Use g = 10 m/s². Apresente cálculos e justificativa física.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Força máxima de atrito estático: F_s = µ_s·m·g = 0,30·1,50·10 = 4,5 N. A mola exerce força F_máx = k·x0 no instante inicial. Condição de início do deslizamento: k·x0 = F_s. Assim x0_min = F_s / k = 4,5 / 400 = 0,01125 m ˜ 1,13·10?² m (˜1,13 cm).
Explicação
A força máxima de atrito estático é calculada multiplicando o coeficiente de atrito estático pela força normal, que é o peso do bloco. Quando a mola é comprimida, ela exerce uma força que deve ser igual ou maior que a força de atrito para que o bloco comece a deslizar. Assim, a compressão mínima da mola é obtida igualando a força da mola à força de atrito máxima, resultando na compressão necessária para iniciar o movimento.
Raio-X da questão
força de atrito e mola
avaliacao
força de atrito estático · segunda lei de Newton
Revisar as leis de Hooke e atrito em superfícies.
O aluno pode confundir a força de atrito estático com a força de atrito cinético, utilizando o coeficiente de atrito incorreto para o cálculo da compressão da mola.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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