PUC-Campinas 2007 — questão 24 de Física

Gabarito BDinâmica — bloco puxado por força inclinada com atritoVestibular 2007 · Prova Geral (todos os cursos)

Enunciado da questão 24 de Física do PUC-Campinas 2007 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

A dinâmica de Newton relaciona os movimentos a suas causas, as forças.

Considere um corpo de massa 18 kg, apoiado numa superfície horizontal com a qual o coeficiente de atrito é 0,25, sendo puxado por uma força $\vec{F}$ de intensidade 100 N, formando ângulo de 37° com a horizontal.

[Figura: um bloco retangular sobre uma superfície horizontal; do lado direito do bloco sai a força $\vec{F}$ , apontando para a direita e para cima, formando 37° com a horizontal (linha tracejada).]

Adotando $g = 10\ \text{m/s}^2$ , sen 37° = 0,60 e cos 37° = 0,80, a aceleração adquirida pelo corpo vale, em $\text{m/s}^2$ ,

(A) 2,0

(B) 2,8

(D) 4,8

(E) 5,6

(Enunciado e figura: Vestibular PUC-Campinas 2007, Prova Geral — PUC-Campinas.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de Campinas (PUC-Campinas).

Resolução comentada

O que a questão pede: a aceleração do bloco puxado pela força inclinada, com atrito.

Passo 1 — decompor a força. A força de 100 N tem uma parte horizontal, que puxa o bloco para a frente, e uma parte vertical, que o “alivia” para cima:

$F_x = 100 \times 0{,}80 = 80\ \text{N}$

$F_y = 100 \times 0{,}60 = 60\ \text{N}$

Passo 2 — a normal. Na vertical o bloco não se move, então $N + F_y = P$ . A força puxa um pouco para cima, e a superfície precisa empurrar menos:

$N = 180 - 60 = 120\ \text{N}$

Passo 3 — o atrito (o bloco desliza, então é o atrito dinâmico):

$f = \mu N = 0{,}25 \times 120 = 30\ \text{N}$

Passo 4 — segunda lei de Newton na horizontal:

$m\,a = F_x - f = 80 - 30 = 50$

$a = \frac{50}{18} \approx 2{,}8\ \text{m/s}^2$

⚠️ A armadilha: usar o peso inteiro como normal: atrito de $0{,}25 \times 180 = 45$ N, resultante 35 N e $a \approx 1{,}9$ m/s², e o aluno marca 2,0 (A). Como a força puxa para cima, a normal é menor que o peso.

A ideia em uma frase: força inclinada para cima diminui a normal e, com ela, o atrito; a componente horizontal menos o atrito dá a resultante.

Resposta: alternativa B (2,8 m/s²).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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