Exercícios sobre força de atrito
(Fatec) O bloco da figura, de massa 5 kg, move-se com velocidade constante de 1,0 m/s em um plano horizontal, sob a ação da força F, constante e horizontal.
Se o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano vale 0,20 e a aceleração da gravidade, \(10\ m/s^2\), então o módulo da força F, em Newtons, vale:
A) 25
B) 20
C) 15
D) 10
E) 5
Alternativa D
Primeiramente, devemos identificar as forças atuando sobre o bloco. Nele, há a força F e a força de atrito. Como ele está se movimentando, a força F é maior que a força de atrito, portanto calcularemos F por meio da fórmula da força resultante:
\(F_R=F –Fat\)
A aceleração será nula, porque a velocidade é constante. Falta o valor da força normal, que é igual à força peso:
\(N=P\)
\(N=m\cdot g\)
\(N=5\cdot10\)
\(N=50\ N\)
Por fim, substituindo todos os valores na fórmula da força resultante, encontraremos a força F:
\(F_R=F – Fat\)
\(m\cdot a=F – μ_d\cdot N\)
\(5\cdot0=F – 0,2\cdot 50\)
\(0=F –10\)
\(F=10\ N\)
(Unifor) Um bloco de massa 20 kg é puxado horizontalmente por um barbante. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano horizontal de apoio é 0,25. Adota-se \(g=10\ m/s^2\). Sabendo que o bloco tem aceleração de módulo igual a \(2,0\ m/s^2\), concluímos que a força de tração no barbante tem intensidade igual a:
A) 40 N
B) 50 N
C) 60 N
D) 70 N
E) 90 N
Alternativa E
Para calcular a força de tração, usaremos a fórmula da força resultante sobre o bloco. Para que ocorra o movimento, é necessário que a força de tração (força proveniente da corda) seja maior que a força de atrito, portanto a força resultante é dada como:
\(F_R=T – Fat\)
É necessário calcularmos a força normal:
\(N=P\)
\(N=m\cdot g\)
\(N=20\cdot 10\)
\(N=200\ N\)
Por fim, substituindo os valores na fórmula da força resultante, obtemos:
\(F_R=T – Fat\)
\(m\cdot a=T –Fat\)
\(m\cdot a=T – μ_d\cdot N\)
\(20\cdot2=T –0,25\cdot 200\)
\(40=T –50\)
\(T=40+50\)
\(T=90\ N\)
(Udesc) O gráfico abaixo representa a força de atrito (\(Fat \)) entre um cubo de borracha de 100 g e uma superfície horizontal de concreto, quando uma força externa é aplicada ao cubo de borracha.
Assinale a alternativa correta em relação à situação descrita pelo gráfico.
A) O coeficiente de atrito sintético é 0,8.
B) Não há movimento relativo entre o cubo e a superfície antes que a força de atrito alcance o valor de 1,0 N.
C) O coeficiente de atrito estático é 0,8.
D) O coeficiente de atrito cinético é 1,0.
E) Há movimento relativo entre o cubo e a superfície para qualquer valor da força de atrito.
Alternativa B
Para que ocorra o movimento, é necessário que a força aplicada sobre o corpo seja maior que a força de atrito cinética, com coeficiente de atrito cinético máximo. Depois disso, o corpo passa a se movimentar em um coeficiente cinético menor, por isso não há movimento relativo entre o cubo e a superfície antes que a força de atrito alcance o valor de 1,0 N.
(Enem) Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés. Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto?
A) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento.
B) Paralela ao plano e no sentido contrário ao movimento.
C) Paralela ao plano e no mesmo sentido do movimento.
D) Horizontal e no mesmo sentido do movimento.
E) Vertical e sentido para cima.
Alternativa C
Ao pisarmos no chão, fazemos uma força para trás, e o atrito faz uma força para frente. Então, a força de atrito possui direção paralela ao movimento, sendo horizontal e com o mesmo sentido do movimento, contrária à força dos pés.
Uma pessoa se move em uma bicicleta em uma pista que possui um coeficiente de atrito cinético igual a 0,7. Determine a força de atrito entre a bicicleta e a pista, sabendo que a força normal aplicada sobre elas é de 100 N.
A) 60 N
B) 70 N
C) 80 N
D) 90 N
E) 100 N
Alternativa B
Como a caixa ainda não se moveu, a força de atrito é estática, e a calcularemos usando a fórmula:
\(Fat=μ_c\cdot N\)
\(Fat=0,7\cdot100\)
\(Fat=70\ N\)
Dois colegas estão se mudando de casa e organizando as caixas. Eles tentam mover uma caixa de 20 kg. Sabendo que o atrito estático entre a caixa e a superfície é de 0,3 e a força normal sobre a caixa é de 50 N, qual é a força de atrito que a superfície está fazendo e impedindo que a caixa se mova?
A) 13 N
B) 14 N
C) 15 N
D) 16 N
E) 17 N
Alternativa C
Como a caixa ainda não se moveu, a força de atrito é estática, e a calcularemos por meio da fórmula:
\(Fat=μ_e\cdot N\)
\(Fat=0,3\cdot 50\)
\(Fat=15\ N\)
Qual das alternativas abaixo corresponde aos fatores que influenciam na força de atrito?
A) A força normal e o coeficiente de atrito.
B) A força peso e o coeficiente de atrito.
C) A força normal e a força peso.
D) O coeficiente de atrito estático e o cinético.
E) A força de normal e a força de tração.
Alternativa A
Os fatores que influenciam na força de atrito são a força normal e o coeficiente de atrito, como podemos identificar na sua fórmula:
\(Fat=μ_e\cdot N\)
Quais das alternativas apresentam as classificações da força de atrito?
I. Cinética.
II. Estática.
III. Peso.
III. Normal.
V. Tração.
A) Alternativas I e II.
B) Alternativas III e IV.
C) Alternativas I e V.
D) Alternativas II e III.
E) Alternativas II e IV.
Alternativa A
A força de atrito é classificada como estática quando o corpo está em repouso ou próximo a se locomover e cinética quando o corpo está se locomovendo.
Uma pessoa faz uma força \(\vec{F}\) de 200 N sobre três blocos que estão apoiados sobre uma superfície plana e horizontal, como podemos ver na imagem abaixo.
Sabendo que as massas dos blocos são 5 kg, 10 kg e 15 kg e que eles se movem a uma aceleração de \(4\ m/s^2\), qual é a intensidade da força de atrito sobre eles?
A) 60 N
B) 70 N
C) 80 N
D) 90 N
E) 100 N
Alternativa C
Como os blocos estão se movimentando, a força F aplicada sobre eles é maior que a força de atrito. Portanto, calcularemos a força de atrito por meio da fórmula da força resultante:
\(F_R=F –Fat\)
\(m\cdot a=F –Fat\)
\((5+10+15)\cdot4=200\ –Fat\)
\(30\cdot 4=200\ –Fat\)
\(120=200\ –Fat\)
\(Fat=200\ –120\)
\(Fat=80\ N\)
Entre os exemplos abaixo, qual não acontece em razão da força de atrito?
A) Caminhar.
B) Segurar objetos.
C) Freiar automóveis.
D) Estar preso ao chão.
E) Eletrizar corpos.
Alternativa D
A força de atrito não nos mantém presos ao chão, mas sim a força peso atuante sobre os corpos.
Qual a força de atrito em um bloco de 5 kg que se movimenta em uma mesa, sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e a mesa é de 0,2 e que a aceleração da gravidade é de \(10\ m/s^2\)?
A) 1 N
B) 10 N
C) 0,1 N
D) 0,01 N
E) 100 N
Alternativa B
Primeiramente, vamos calcular a força normal, que é igual à força peso:
\(N=P\)
\(N=m\cdot g\)
\(N=5\cdot 10\)
\(N=50\ N\)
Como o bloco está se movimentando, há a força de atrito cinético, que calcularemos usando a sua fórmula:
\(Fat=μ_c\cdot N\)
\(Fat=0,2\cdot 50\)
\(Fat=10\ N\)
Quais das alternativas apresentam a unidade de medida correspondente à grandeza física estudada na força de atrito?
I. A força de atrito é medida em Joule.
II. A força normal é medida em Newton.
III. A força peso é medida em Newton por Joule.
IV. O coeficiente de atrito cinético não possui unidade de medida.
V. O coeficiente de atrito estático é medido em metros.
A) Alternativas I e II.
B) Alternativas III e IV.
C) Alternativas I e V.
D) Alternativas II e III.
E) Alternativas II e IV.
Alternativa E
I. A força de atrito é medida em Joule. (falso)
A força de atrito é medida em Newton.
II. A força normal é medida em Newton. (verdadeiro)
III. A força peso é medida em Newton por Joule. (falso)
A força peso é medida em Newton.
IV. O coeficiente de atrito cinético não possui unidade de medida. (verdadeiro)
V. O coeficiente de atrito estático é medido em metros. (falso)
O coeficiente de atrito estático não possui unidade de medida.
