FMJ 2016 — questão 36 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: os coeficientes de atrito estático e cinético entre a estufa e a bancada, lidos a partir do gráfico da força que o técnico aplica.

Passo 1 — a normal. A bancada é horizontal e a força $F_s$ também, então na vertical só há peso e normal, que se equilibram:

$$N = m\,g = 5 \times 10 = 50\ \text{N}$$

Passo 2 — o atrito estático máximo. Antes de $t_i$ a estufa está parada: a força cresce e o atrito estático cresce junto, sempre igualando $F_s$. A estufa só começa a se mover quando $F_s$ atinge o maior valor que o atrito estático consegue fazer. Pelo gráfico, isso acontece em 5 N:

$$\mu_e\,N = 5 \;\Rightarrow\; \mu_e = \frac{5}{50}$$

$$\mu_e = 0{,}10$$

Passo 3 — o atrito cinético. Depois de $t_i$ a estufa anda com velocidade constante, ou seja, a resultante é nula: a força aplicada (3 N) é igual ao atrito cinético.

$$\mu_c\,N = 3 \;\Rightarrow\; \mu_c = \frac{3}{50}$$

$$\mu_c = 0{,}06$$

Conferindo: o coeficiente estático saiu maior que o cinético, como sempre acontece: é mais difícil tirar do repouso do que manter em movimento. É exatamente o “degrau” do gráfico em $t_i$.

⚠️ A armadilha: dividir a força pela massa (5 kg) em vez de dividir pelo peso (50 N). Isso dá 1,0 e 0,6, dez vezes maiores que os valores certos, e nenhuma alternativa bate. O coeficiente de atrito compara a força de atrito com a normal, que é uma força.

A ideia em uma frase: o pico do gráfico é o atrito estático máximo; o patamar com velocidade constante é o atrito cinético; os dois divididos pela normal dão os coeficientes.

Resposta: alternativa A (0,10 e 0,06).