Um caminhão acelera horizontalmente com aceleração a = 2,0 m/s². Uma caixa de massa m = 50 kg está sobre o…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um caminhão acelera horizontalmente com aceleração a = 2,0 m/s². Uma caixa de massa m = 50 kg está sobre o assoalho do caminhão. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o assoalho é µs = 0,30. Usando as leis de Newton e as expressões para força de atrito (Fat,max = µs·m·g), analise se a caixa escorrega e justifique quantitativamente.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Para a caixa acompanhar o caminhão sem deslizar, a força de atrito máxima deve ser = força horizontal requerida para acelerar a caixa. Fat,max = µs·m·g = 0,30·50 kg·10 m/s² = 150 N. Força necessária para acelerar a caixa com a = 2,0 m/s² é Freq = m·a = 50·2,0 = 100 N. Como 100 N < 150 N, a força de atrito estático disponível é suficiente; a caixa não escorrega e tem aceleração igual à do caminhão (2,0 m/s²).
Explicação
A análise mostra que a força de atrito máxima disponível (150 N) é maior do que a força necessária para acelerar a caixa (100 N). Isso indica que a força de atrito é suficiente para manter a caixa em movimento junto com o caminhão. Portanto, a caixa não escorrega e acompanha a aceleração do caminhão.
Raio-X da questão
força de atrito e aceleração
avaliacao
força de atrito · segunda lei de Newton
Revisar as leis de Newton e o conceito de atrito.
O aluno pode confundir a força de atrito estático com a força de atrito cinético, levando a uma conclusão errada sobre o movimento da caixa.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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