Uma caixa de massa 60 kg repousa sobre o piso de uma oficina. Os coeficientes de atrito são µs = 0,40 e µk =…
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
Uma caixa de massa 60 kg repousa sobre o piso de uma oficina. Os coeficientes de atrito são µs = 0,40 e µk = 0,35. a) Determine a máxima força horizontal que pode ser aplicada sem que a caixa deslize. b) Se alguém aplicar 300 N, qual será a aceleração da caixa? Use g = 10 m/s². Explique os passos, as fórmulas e interprete o resultado quanto à segurança na manipulação de cargas.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Modelo de resposta: Normal N = m·g = 60 kg·10 m/s² = 600 N. (a) Máxima força sem deslizar igual à força de atrito estático máxima: Fs,max = µs·N = 0,40·600 N = 240 N. Assim, qualquer força = 240 N não vence a resistência estática. (b) Para F = 300 N > 240 N inicia-se movimento; a força de atrito em movimento é fk = µk·N = 0,35·600 N = 210 N. Força resultante = 300 N - 210 N = 90 N. Aceleração a = Fnet / m = 90 N / 60 kg = 1,5 m/s². Interpretação de segurança: aplicar força acima de 240 N provoca movimento súbito; em ambiente de trabalho deve-se usar equipamentos de manobra ou reduzir massa/atrito para evitar esforço excessivo ou acidentes.
Explicação
A análise começa calculando a força normal, que é o peso da caixa, e a partir dela se determina a força de atrito estático máxima, que impede o deslizamento. Ao aplicar uma força maior que essa, a caixa começa a se mover, e a força de atrito cinético, que é menor, é utilizada para calcular a força resultante e a aceleração. Essa situação destaca a importância de respeitar os limites de força ao manusear cargas, evitando movimentos bruscos que podem causar acidentes.
Raio-X da questão
força de atrito e aceleração
avaliacao
força de atrito estático · segunda lei de Newton
Revisar as fórmulas de força de atrito e segunda lei de Newton.
O aluno pode confundir a força de atrito estático com a força de atrito cinético, aplicando o coeficiente de atrito incorreto na resolução do problema.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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