UNIOESTE 2016 — questão 20 de Física
Enunciado em texto
Uma caixa de massa m = 1,5 toneladas está em repouso em um local cuja inclinação é de 30° (conforme a representação abaixo). Considere a aceleração da gravidade constante de valor igual a g = 10 m/s². As forças que atuam sobre a caixa m são: a força peso, a força de atrito estático entre o plano inclinado e a caixa, e a força normal. Dados: sen 30º = 0,50; cos 30º = 0,87.
[Figura: plano inclinado de 30° com a caixa m parada sobre a rampa.]
Em relação às forças que atuam sobre a caixa em repouso, é CORRETO afirmar que
(A) a orientação do vetor força peso independe do ângulo de inclinação do plano inclinado.
(B) o módulo da força normal é igual a 7500 N.
(C) a força peso e a força normal formam um par ação-reação de acordo com a 3ª Lei de Newton.
(D) o valor do coeficiente de atrito estático é inferior a 0,50.
(E) o módulo da força de atrito é igual ao módulo da força peso.
(Enunciado e figura: Vestibular UNIOESTE 2016 — Unioeste.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE).
Resolução comentada
O que a questão pede: a afirmação correta sobre as forças na caixa parada na rampa.
Passo 1 — o peso. O peso é a atração da Terra e aponta sempre na vertical, para baixo, qualquer que seja a inclinação do chão. A alternativa A está correta.
Passo 2 — a normal e o atrito. Decompondo o peso ao longo da rampa e perpendicular a ela:
Passo 3 — o coeficiente de atrito. Para a caixa ficar parada, o atrito estático máximo tem de ser pelo menos 7500 N:
Por que não as outras: (B) 7500 N é o atrito, não a normal (13 050 N). (C) peso e normal agem no mesmo corpo; a reação do peso é a força da caixa sobre a Terra, e a da normal é a força da caixa sobre a rampa. (D) o coeficiente é pelo menos 0,57, maior que 0,50. (E) o atrito (7500 N) é só a metade do peso.
⚠️ A armadilha: trocar seno e cosseno e achar N = 7500 N (alternativa B). A normal equilibra a componente do peso perpendicular à rampa, que usa o cosseno.
A ideia em uma frase: o peso é sempre vertical; na rampa, a normal equilibra P·cos θ e o atrito estático equilibra P·sen θ.
Resposta: alternativa A.
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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