PUC-RS 2016 — questão 2 de Física

Gabarito CDinâmica — segunda lei de Newton com atrito cinéticoConcurso Vestibular · Verão
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 2 de Física do PUC-RS 2016

Enunciado em texto

Sobre uma caixa de massa 120 kg, atua uma força horizontal constante F de intensidade 600 N. A caixa encontra-se sobre uma superfície horizontal em um local no qual a aceleração gravitacional é 10 m/s². Para que a aceleração da caixa seja constante, com módulo igual a 2 m/s², e tenha a mesma orientação da força F, o coeficiente de atrito cinético entre a superfície e a caixa deve ser de

(A) 0,1

(B) 0,2

(C) 0,3

(D) 0,4

(E) 0,5

(Enunciado: Concurso Vestibular PUC-RS 2016 (Verão) — PUCRS.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).

Resolução comentada

O que a questão pede: o coeficiente de atrito que deixa a caixa com aceleração de 2 m/s² sob a força de 600 N.

Passo 1 — a resultante necessária (segunda lei de Newton):

FR=m a=120×2=240 NF_R = m\,a = 120 \times 2 = 240\ \text{N}

Passo 2 — quanto o atrito tem de “comer”. A força F puxa com 600 N, e o atrito, contra o movimento, tem de reduzir a resultante a 240 N:

F−fat=240⇒fat=360 NF - f_{at} = 240 \Rightarrow f_{at} = 360\ \text{N}

Passo 3 — o coeficiente. Na superfície horizontal, a normal é igual ao peso, N=mg=1 200N = mg = 1\,200 N:

μ=fatN=3601200=0,3\mu = \frac{f_{at}}{N} = \frac{360}{1200} = 0{,}3

⚠️ A armadilha: igualar o atrito à resultante (240 N) e achar μ = 0,2, a alternativa B. O atrito é a diferença entre F e a resultante.

A ideia em uma frase: a força aplicada menos o atrito dá m·a; o atrito é μ vezes a normal, que no plano horizontal é o peso.

Resposta: alternativa C (0,3).

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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