Uma caixa de massa 20 kg está num plano inclinado com ângulo 30°; coeficiente de atrito estático µs = 0,40 e…
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 de massa 20 kg está num plano inclinado com ângulo 30°; coeficiente de atrito estático µs = 0,40 e cinético µk = 0,30. Determine se a caixa inicia o movimento e, caso positivo, calcule sua aceleração (g = 10 m/s²).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Componentes: peso paralelo = m·g·sin30° = 20·10·0,5 = 100 N. Normal: N = m·g·cos30° = 20·10·0,866 = 173,2 N. Atrito estático máximo: Fase_max = µs·N = 0,4·173,2 = 69,3 N < 100 N ? inicia o movimento. Atrito cinético: Fk = µk·N = 0,3·173,2 = 52,0 N. Força resultante descendente: Fres = 100 - 52,0 = 48,0 N. Aceleração: a = Fres/m = 48,0/20 = 2,40 m/s² (descendo o plano).
Explicação
A análise das forças revela que o peso da caixa, atuando paralelamente ao plano, é maior que a força de atrito estático máximo, o que indica que a caixa inicia o movimento. Após o início do movimento, a força de atrito cinético é menor que a força gravitacional paralela, resultando em uma força resultante que provoca aceleração. A aceleração é então calculada pela divisão da força resultante pela massa da caixa, resultando em um valor de 2,40 m/s².
Raio-X da questão
movimento em plano inclinado
avaliacao
forças em planos inclinados · coeficiente de atrito
Revisar as forças em um plano inclinado e as leis de Newton.
O aluno pode confundir os coeficientes de atrito estático e cinético, aplicando o valor errado na análise do movimento.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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