UFRGS 2020 — questão 3 de Física
Enunciado em texto
A figura abaixo representa um bloco de massa 2,0 kg, que se mantém em repouso, sobre uma superfície plana horizontal, enquanto submetido a uma força F paralela à superfície e de intensidade variável.
[Figura: um bloco sobre um piso horizontal; a força F, horizontal, puxa o bloco para a direita.]
O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície vale 0,25. Considere g=10 m/s².
Assinale a alternativa que melhor representa o gráfico do módulo da força de atrito estático em função do módulo da força aplicada.
(A) [Gráfico (N) × F (N), de 0 a 5 nos dois eixos: segmento horizontal em = 5 N, de F = 0 até F = 5 N.]
(B) [Gráfico × F: curva que sai da origem subindo rápido e vai se achatando (concavidade para baixo) até = 5 N em F = 5 N.]
(C) [Gráfico × F: reta que sai da origem e chega a = 5 N em F = 5 N.]
(D) [Gráfico × F: curva que sai da origem subindo devagar e vai ficando cada vez mais inclinada (concavidade para cima) até = 5 N em F = 5 N.]
(E) [Gráfico × F: reta que desce de = 5 N, em F = 0, até = 0, em F = 5 N.]
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2020, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: como a força de atrito estático varia enquanto a força aplicada cresce e o bloco continua parado.
Passo 1 — o atrito estático máximo. Na horizontal, a normal é igual ao peso:
Então o bloco aguenta parado até F = 5 N, que é exatamente o trecho mostrado nos gráficos.
Passo 2 — o atrito estático “se ajusta”. Enquanto o bloco está em repouso, a resultante é zero. Na horizontal só há F e o atrito, então:
O gráfico de × F é uma reta que sai da origem com inclinação 1 e chega a 5 N quando F = 5 N.
Por que não as outras: (A) põe o atrito sempre no máximo, o que empurraria o bloco para trás quando F é pequena; (B) e (D) são curvas, mas é proporcional; (E) faz o atrito diminuir quando F aumenta — o contrário do equilíbrio.
⚠️ A armadilha: achar que a força de atrito estático é sempre (alternativa A). A fórmula dá só o valor máximo; abaixo dele, o atrito estático vale exatamente o necessário para equilibrar a força aplicada.
A ideia em uma frase: o atrito estático é tão grande quanto precisa, até o limite μN: com o bloco parado, ele é igual à força aplicada.
Resposta: alternativa C.
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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