UEM 2014 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 2 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar afirmações sobre as forças num bloco apoiado numa mesa.

(01) Falsa. Ação e reação atuam em corpos diferentes. Peso e normal atuam ambos no bloco. A reação do peso é a força com que o bloco atrai a Terra; a reação da normal é a força com que o bloco comprime a mesa.

(02) Verdadeira. Sem atrito, a única força ao longo do plano é a componente do peso:

$$M\,a = M\,g\,\text{sen}\,\theta$$

$$a = g\,\text{sen}\,\theta$$

(04) Verdadeira. Com o bloco descendo, o atrito cinético vale $\mu N = \mu M g\cos\theta$ e aponta para cima do plano:

$$M a = M g\,\text{sen}\,\theta - \mu M g \cos\theta$$

$$a = g(\text{sen}\,\theta - 0{,}5\cos\theta)$$

que é a expressão dada, com $\mu = 1/2$.

(08) Verdadeira. O bloco só acelera junto com a mesa porque o atrito o puxa para a frente. A única força horizontal sobre o bloco é o atrito, que, portanto, tem a direção e o sentido da aceleração, os mesmos da força aplicada à mesa.

(16) Falsa. O coeficiente de atrito depende só dos materiais e do estado das superfícies em contato. O que é proporcional à normal (aqui, ao peso) é a força de atrito máxima, $f = \mu N$, não o coeficiente.

⚠️ A armadilha: a (08). A tendência é achar que o atrito “sempre se opõe ao movimento”. Ele se opõe ao deslizamento relativo: se a mesa sai para a frente, o bloco tende a ficar para trás, e o atrito o puxa para a frente.

A ideia em uma frase: peso e normal não formam par ação e reação, e o atrito pode ser a força que põe um corpo em movimento.

Resposta: soma 14 (02 + 04 + 08).