São Camilo 2021 — questão 32 de Física

Gabarito DDinâmica — atrito cinético com força inclinada empurrando contra o apoioMedicina · Prova II · Versão 2

Enunciado da questão 32 de Física do São Camilo 2021 — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Sobre um ralador posicionado horizontalmente, uma peça de queijo de peso 8 N recebe a ação de uma força transversal, constante e de intensidade 20 N, que faz o queijo se movimentar com velocidade horizontal e constante sobre o ralador.

[Figura: um bloco de queijo sobre um ralador horizontal. A força $\vec{\text{F}}$ é aplicada no topo do queijo, apontando para baixo e para a direita; o ângulo θ é marcado entre uma linha tracejada horizontal e a direção da força.]

Sabendo que $\text{sen}\,\theta = 0{,}8$ e $\cos\theta = 0{,}6$ , o valor do coeficiente de atrito cinético entre o queijo e a superfície do ralador é

(A) 0,6.

(B) 1,0.

(D) 0,5.

(E) 0,8.

(Enunciado e figura: Vestibular São Camilo 2021, Medicina, Prova II — São Camilo/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário São Camilo e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: o coeficiente de atrito cinético, sabendo que o queijo desliza com velocidade constante.

Passo 1 — decompor a força. O ângulo θ é medido a partir da horizontal (a linha tracejada). Então:

$F_x = F\cos\theta = 20 \times 0{,}6 = 12\ \text{N}$

$F_y = F\,\text{sen}\,\theta = 20 \times 0{,}8 = 16\ \text{N}$

A componente horizontal empurra o queijo para a frente; a vertical o aperta para baixo, contra o ralador.

Passo 2 — a normal. Na vertical não há movimento: a normal equilibra o peso mais a componente vertical da força:

$N = P + F_y = 8 + 16 = 24\ \text{N}$

Passo 3 — o atrito. Velocidade constante significa resultante nula também na horizontal: o atrito cinético equilibra $F_x$ :

$f_{at} = F_x = 12\ \text{N}$

$\mu = \frac{f_{at}}{N} = \frac{12}{24} = 0{,}5$

⚠️ As armadilhas: usar a normal igual ao peso (N = 8 N) dá μ = 12/8 = 1,5, que nem aparece; e trocar seno por cosseno, como se θ fosse medido da vertical, dá $F_x$ = 16 N e N = 8 + 12 = 20 N, ou seja, μ = 0,8, a alternativa E. Olhe na figura de onde o ângulo parte.

A ideia em uma frase: força inclinada para baixo aumenta a normal: N = P + F·sen θ; com velocidade constante, o atrito é igual à componente horizontal da força.

Resposta: alternativa D (0,5).

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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São Camilo 2021 — questão 32 de Física

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