Uma caixa retangular de massa 20 kg, base 0,40 m e altura 0,60 m, repousa sobre uma superfície horizontal com…
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
Uma caixa retangular de massa 20 kg, base 0,40 m e altura 0,60 m, repousa sobre uma superfície horizontal com coeficiente de atrito estático µ = 0,30. Uma força horizontal de 100 N é aplicada na aresta superior. Determine se a caixa desliza ou tomba; justifique considerando forças, atrito máximo e momentos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Fricção máxima: Ff_max = µ·m·g = 0,3·20·10 = 60 N. Como 100 N > 60 N, a caixa tenderia a deslizar. Para verificar tombamento (se o atrito segurasse): momento da força sobre a aresta inferior Mf = 100·0,60 = 60 N·m; momento restaurador do peso Mr = m·g·(b/2) = 200·0,20 = 40 N·m. O momento da força excede o restaurador, logo, se o atrito fosse suficiente, ocorreria tombamento; porém, como o atrito é insuficiente, a caixa desliza antes de tombar.
Explicação
A análise das forças mostra que a força de atrito máxima não é suficiente para impedir o deslizamento, pois 100 N excede os 60 N de atrito máximo. Além disso, ao calcular os momentos, o momento gerado pela força aplicada supera o momento restaurador do peso, indicando que a caixa tenderia a tombar se o atrito fosse suficiente. Portanto, a caixa desliza antes de conseguir tombar.
Raio-X da questão
forças e atrito
avaliacao
forças e atrito · momentos e torques
Revisar conceitos de atrito estático e momentos em física.
O aluno pode confundir a análise de forças com a análise de momentos, levando a uma conclusão errada sobre o comportamento da caixa.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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