Durante um treino de luta, o lutador A puxa horizontalmente o tronco do lutador B com força F = 210 N aplicada…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Experimentar, fruir e recriar diferentes lutas do Brasil, valorizando a própria segurança e integridade física, bem como as dos demais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante um treino de luta, o lutador A puxa horizontalmente o tronco do lutador B com força F = 210 N aplicada a h = 1,20 m (horizontal para frente). B tem massa m_B = 68 kg, mantém os pés separados por largura w = 0,50 m e seu centro de massa está a 1,00 m de altura, centrado na base. Considere g = 10 m/s². Determine: a) coeficiente mínimo de atrito estático µ_s para que B não deslize; b) com esse µ_s, B tombará sobre a borda frontal da base ou permanecerá estável? Explique com cálculos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo de resposta: a) µ_min = F/(m_B·g) = 210/(68·10) = 210/680 ˜ 0,309 ? µ_min ˜ 0,31 (adimensional). b) Momento de tombamento M_t = F·h = 210·1,2 = 252 N·m. Momento restaurador M_r = m_B·g·(w/2) = 68·10·0,25 = 170 N·m. Como M_t (252 N·m) > M_r (170 N·m), B tenderá a tombar sobre a borda frontal mesmo que µ = 0,31 impeça o deslizamento. Conclusão: µ = 0,31 evita escorregamento, mas não evita o tombamento devido ao momento gerado pela força aplicada.
Explicação
O cálculo do coeficiente mínimo de atrito estático mostra que, com µ_s de aproximadamente 0,31, a força de atrito é suficiente para evitar o deslizamento do lutador B. No entanto, ao comparar os momentos gerados pela força aplicada e pelo peso do lutador, fica claro que o momento de tombamento é maior, indicando que B não conseguirá se manter estável e tenderá a tombar. Assim, mesmo com atrito suficiente para impedir o deslizamento, a situação de equilíbrio é comprometida pelo momento gerado pela força horizontal.
Raio-X da questão
atrito estático e estabilidade
avaliacao
forças e movimentos · equilíbrio de corpos
Revisar conceitos de atrito e condições de equilíbrio.
O aluno pode confundir a força de atrito com a força normal, não considerando corretamente a relação entre elas ao calcular o coeficiente de atrito.
saude
pensamento_critico
cientifico
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