Em uma atividade de laboratório, um bloco de 2,0 kg desliza sobre uma mesa horizontal. Ele está preso a uma…
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
Em uma atividade de laboratório, um bloco de 2,0 kg desliza sobre uma mesa horizontal. Ele está preso a uma mola horizontal de constante elástica 100 N/m, esticada em 0,10 m. A mola puxa o bloco para a direita. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a mesa é 0,20. Considere g = 10 m/s^2 e que a força normal da mesa tem a mesma intensidade do peso. Com base na situação descrita, calcule a intensidade do peso, da força elástica e da força de atrito que atuam no bloco. Em seguida, indique a direção de cada uma dessas forças e determine a força resultante horizontal, explicando se o atrito favorece ou se opõe ao movimento.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
O peso do bloco é P = m.g = 2,0 x 10 = 20 N, dirigido verticalmente para baixo. A força elástica é F = k.x = 100 x 0,10 = 10 N, dirigida para a direita, no sentido da tração da mola. Como a força normal vale 20 N, a força de atrito cinético é Fat = 0,20 x 20 = 4 N, dirigida para a esquerda, pois se opõe ao deslizamento. Assim, a força resultante horizontal é 10 - 4 = 6 N para a direita. O atrito se opõe ao movimento e reduz a resultante produzida pela mola.
Explicação
O peso é obtido pelo produto da massa pela aceleração da gravidade; a força elástica, pelo produto da constante da mola pela deformação; e o atrito cinético, pelo produto do coeficiente de atrito pela força normal. Como a mola puxa para a direita e o bloco desliza nessa direção, o atrito atua para a esquerda.
Raio-X da questão
forças e suas direções, força resultante e atrito
identificar e calcul
definição de força e peso · cálculo de força elástica e atrito
força elástica e coeficiente de atrito
confundir direção da força de atrito e da força elástica
perseverança
situação de laborató
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