Um bloco de massa 10 kg está sobre superfície horizontal. O coeficiente de atrito estático máximo é µs = 0,3…
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 bloco de massa 10 kg está sobre superfície horizontal. O coeficiente de atrito estático máximo é µs = 0,3. Uma força horizontal de 20 N é aplicada. Com g = 10 m/s², o bloco se move? Determine a aceleração.
- A) Sim, aceleração = 3 m/s²
- B) Não, aceleração = 5 m/s²
- C) Sim, aceleração = 2 m/s²
- D) Não se move; aceleração = 0 m/s²
- E) Sim, aceleração = 0,5 m/s²
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule a força normal. Como a superfície é horizontal e não há outras forças verticais, N = m·g = 10 kg · 10 m/s² = 100 N.
- Calcule a força de atrito estático máximo. Fat,máx = µs · N = 0,3 · 100 = 30 N. Esse é o maior atrito que a superfície pode oferecer antes de o bloco começar a deslizar.
- Compare a força aplicada com o atrito máximo. A força horizontal é de 20 N, que é menor que 30 N. Portanto o bloco não se move, e o atrito estático equilibra a força aplicada, valendo 20 N.
- Como não há movimento, a resultante das forças horizontais é zero (20 N - 20 N = 0). Pela segunda lei de Newton, a aceleração é a = 0 m/s².
- Conclusão: o bloco não se move e a aceleração é 0 m/s², o que corresponde à alternativa D, em acordo com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A supõe que o bloco se move, o que só ocorreria se a força aplicada superasse 30 N; B soma o atrito à força aplicada, o que não faz sentido, pois o atrito se opõe ao movimento; C ignora completamente o atrito, o que contraria o enunciado; E também supõe movimento e usa um valor de força resultante que não corresponde às forças do problema.
💡 Dica: Calcule a força de atrito e compare com a força aplicada.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente tomou os 30 N de atrito máximo como força motriz, ou seja, tratou o limite de atrito como se fosse a força que empurra o bloco, e concluiu que o bloco se move com a = 30/10 = 3 m/s². Não comparou a força aplicada com o atrito máximo.
Por que engana: O aluno pode confundir a força de atrito com a força aplicada, acreditando que o bloco se moverá com a força de 20 N, sem considerar o atrito.
O aluno somou a força de atrito à força aplicada (20 + 30 = 50 N), tratando o atrito como se impulsionasse o bloco, e calculou a = 50/10 = 5 m/s². Ao mesmo tempo, aceitou a conclusão de que não há movimento, sem perceber a contradição.
O aluno ignorou o atrito estático e aplicou a segunda lei de Newton só com a força de 20 N, obtendo a = 20/10 = 2 m/s². Esquece que a superfície possui atrito que se opõe ao movimento.
Força de atrito estático máxima Ffs = µs·m·g = 0,3·10·10 = 30 N. Como 20 N < 30 N, a força aplicada é insuficiente e o bloco permanece em repouso (a = 0).
O aluno provavelmente calculou uma força resultante de 5 N (por exemplo, subtraindo um atrito incorreto de 15 N da força de 20 N) e dividiu por 10 kg, chegando a 0,5 m/s². Errou o valor do atrito ou o cálculo da resultante e, além disso, concluiu que o bloco se move.
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 com a força aplicada, acreditando que o bloco se moverá com a força de 20 N, sem considerar o atrito.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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