UPE 2023 (SSA 1) — questão 24 de Física

Enunciado em texto
Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como , densidade da água e utilize .
Entre os meses de maio e junho deste ano (2022), a Região Metropolitana do Recife foi atingida por chuvas de moderadas a fortes, segundo a Agência Pernambucana de Águas e Clima (APAC). Elas provocaram alagamento e deslizamento de terra em barreiras e encostas dos morros provocando uma tragédia anunciada. A maioria desses eventos ocorre nas encostas que têm inclinação angular média de , onde existem rochas ou casas apoiadas em solos relativamente arenosos. Chuvas fortes ou moderadas, porém constantes, podem mudar o coeficiente de atrito de estático para cinético de certas encostas, provocando deslizamentos.
Um estudante curioso e observador, com boa habilidade manual, fez um plano inclinado de madeira com ângulo ajustável simulando a inclinação de uma encosta e usou um pequeno bloco retangular, também de madeira, para “imitar” uma rocha, a partir das considerações do texto. Qual é o maior valor do coeficiente de atrito estático, entre o bloco e o plano inclinado, que deixará o bloco na iminência de movimento nas condições descritas nessa situação?
A)
B)
C) 1/2
D)
E)
(Enunciado: SSA 1 — UPE 2023, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).
Resolução comentada
O que a questão pede: o coeficiente de atrito estático para o qual o bloco fica na iminência de escorregar num plano inclinado de 30°.
Passo 1 — as forças ao longo do plano. A componente do peso que puxa o bloco plano abaixo é mg sen θ. A normal é N = mg cos θ, e o atrito estático pode chegar no máximo a μN.
Passo 2 — a iminência. Na iminência de movimento, o atrito estático está no seu valor máximo e equilibra exatamente a componente do peso:
Ou seja, μ = 3^(−1/2) ≈ 0,58.
Conferindo: se μ for maior que 1/√3, o atrito máximo sobra e o bloco fica parado com folga, longe da iminência; se for menor, ele escorrega. Só μ = tg 30° deixa o bloco exatamente no limite. A massa não interessa: ela se cancela.
⚠️ A armadilha: usar o seno em vez da tangente e marcar 1/2 (sen 30°, alternativa C), ou inverter a razão e marcar √3 (tg 60°, alternativa A).
A ideia em uma frase: na iminência de escorregar num plano inclinado, μ_e = tg θ; para 30°, μ_e = 1/√3.
Resposta: alternativa E (μ = 3^(−1/2) = 1/√3).
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.
Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.