UEM 2015 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 20 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: usar a força de atrito estático máxima ($\mu_e N$) e a dinâmica ($\mu_d N$).

(01) Verdadeira. O bloco começa a se mover quando F supera o atrito estático máximo:

$$\mu_e = \frac{F}{N} = \frac{20}{8 \cdot 10} = 0{,}25$$

(02) Falsa. O atrito estático não tem valor fixo: ele se ajusta para equilibrar a força aplicada, até o máximo de 20 N. Com 10 N empurrando e o bloco parado, o atrito vale 10 N. (Se fossem 15 N, a resultante seria 5 N para trás e o bloco andaria para trás, o que é absurdo.)

(04) Verdadeira. O bloco de cima aumenta a normal sobre o piso para $(8 + 10) \cdot 10 = 180$ N:

$$F = \mu_e\,N = 0{,}25 \cdot 180 = 45\ \text{N}$$

(08) Verdadeira. Em movimento, atrito dinâmico:

$$f_d = 0{,}125 \cdot 80 = 10\ \text{N}$$

$$a = \frac{50 - 10}{8} = 5\ \text{m/s}^2$$

(16) Falsa. No plano inclinado, o bloco só escorrega se $\text{tg}\,\theta > \mu_e$, isto é, se θ for maior que o ângulo de atrito, $\text{arctg}(0{,}25) = 14^{\circ}$. Com 10°, a componente do peso ao longo do plano não vence o atrito estático: o bloco fica parado. (E, mesmo que andasse, nada no enunciado permitiria concluir a velocidade de 2 m/s.)

⚠️ A armadilha: na (02), tratar o atrito estático como se sempre valesse o máximo $\mu_e N$; ele só chega ao máximo na iminência do movimento.

A ideia em uma frase: o atrito estático vale o que for preciso até μₑN; o bloco num plano só escorrega se a inclinação passar do ângulo de atrito.

Resposta: soma 13 (01 + 04 + 08).