FísicaUECEBNCC EM13CNT301Difícil⏱ medio

Um cubo de massa m é posto sobre outro cubo de massa 2m. O coeficiente de atrito estático entre os dois blocos…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT301

Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um cubo de massa m é posto sobre outro cubo de massa 2m. O coeficiente de atrito estático entre os dois blocos é µ. Suponha que esse conjunto deslize com velocidade constante sobre um plano horizontal, sem atrito. Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a g. Assim, a força de atrito F_A atuante no bloco de cima é (UECE 2012)

A) F_A = 0.
B) F_A = μmg.
C) F_A = 2μmg.
D) F_A = 3μmg.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique as forças que atuam no sistema. Os dois cubos se movem juntos sobre um plano horizontal sem atrito, então a única força horizontal externa sobre o conjunto é zero. Não há força horizontal aplicada, como um puxão ou empurrão, mencionada no enunciado. Passo 2: Como o movimento é com velocidade constante, a aceleração é nula. Pela segunda lei de Newton, a força resultante em cada corpo é zero. Passo 3: Analise o bloco de cima, de massa m. Na horizontal, a única força que pode atuar sobre ele é o atrito com o bloco de baixo, pois o contato com o plano é vertical e a normal é vertical. Como a resultante horizontal sobre ele deve ser zero, F_A = 0. Passo 4: Note que o atrito estático é uma força de reação que se ajusta ao necessário; ele só atinge o valor máximo µN (com N = mg para o bloco de cima) quando há tendência de deslizamento. Aqui não há tendência de deslizamento relativo, então o atrito é nulo, e não o máximo. Passo 5: Verificação com o bloco de baixo: a força de atrito no bloco de cima é nula, logo o bloco de baixo também não recebe atrito dele, e o plano é sem atrito, o que é coerente com velocidade constante. Passo 6: Por que as outras estão erradas: B confunde o valor máximo do atrito estático com a força real; C e D usam pesos que não atuam horizontalmente sobre o bloco de cima. Conclusão: a alternativa correta é a A, F_A = 0, e isso coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Use a fórmula da força de atrito estático e as informações dadas para calcular F_A.

Alternativa por alternativa

A Correta

CORRETA. Como o conjunto desliza com velocidade constante e sem atrito com o plano, não há força horizontal que precise ser equilibrada pelo atrito entre os blocos; portanto, a força de atrito no bloco de cima é zero.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno tomou o valor máximo do atrito estático, µN com N = mg, como se fosse a força de atrito efetivamente presente. Ele não percebe que o atrito estático só assume esse valor quando há iminência de deslizamento.

C Erradaerro: Procedimental

O aluno usou um peso ou normal de 2m (o peso do bloco de baixo) para calcular o atrito no bloco de cima. Assim, aplica a força normal errada ao contato, misturando as massas dos dois blocos.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno somou as massas dos dois blocos (3m) e aplicou µ sobre o peso total, tratando o atrito como se atuasse sobre o conjunto inteiro. Ele não considera que o atrito interno é dirigido apenas para o bloco de cima.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ direta🧩 progressao

🎯 Conceito central

força de atrito estático

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

força de atrito estático · segunda lei de Newton

📚 Reveja

Estude o conceito e cálculo da força de atrito estático entre superfícies.

⚠️ Erro mais comum

Confundir força de atrito estático com força de atrito cinético ou esquecer que o atrito estático depende da força normal.

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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🔎 Resolver outra questão

Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.

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