O documento discute forças de atrito estático em situações mecânicas. Em três frases ou menos: 1) Analisa exemplos de corpos em equilíbrio estático, calculando as forças de atrito necessárias para impedir o movimento. 2) Explica como o atrito depende da força normal e do coeficiente de atrito. 3) Resolve problemas envolvendo blocos e caixas em repouso sobre superfícies, determinando as forças envolvidas e as condições para o início do movimento.

1. Tópico 2 – Atrito entre sólidos 147
O fio e a polia são ideais e o coeficiente de atrito estático entre o corpo
Tópico 2 do homem e a mesa vale 0,40. Se o homem está na iminência de desli-
zar sobre a mesa, qual o valor da massa M?
1 Resolução:
(FGV-SP) O sistema indicado está em repouso devido à força de
T = Fat ⇒ M g = μe m g
atrito entre o bloco de massa de 10 kg e o plano horizontal de apoio. d
M = μe m ⇒ M = 0,40 · 70 (kg)
Os fios e as polias são ideais e adota-se g = 10 m/s2.
10 kg M = 28 kg
Resposta: 28 kg
4 E.R. Uma caixa de peso 10 kgf acha-se em repouso sobre uma
4,0 kg mesa horizontal. Calcule a intensidade da força de atrito exercida sobre
6,0 kg
a caixa quando ela é empurrada por uma força horizontal de 2,0 kgf. O
a) Qual o sentido da força de atrito no bloco de massa de 10 kg, para a coeficiente de atrito estático entre a caixa e a mesa vale 0,30.
esquerda ou para a direita?
b) Qual a intensidade dessa força? Resolução:
A situação descrita está esquematizada abaixo:
Resolução: Inicialmente, vamos calcular a intensidade da força de atrito de des-
a) O sistema tende a se movimentar em sentido horário. A força de taque entre a caixa e a mesa:
atrito no bloco de massa 10 kg será dirigida para a esquerda, de F
modo a impedir que ele escorregue.
Fat
b)
10 kg
T2 T1
Fat Fat = μe Fn ⇒ Fat = μe P
d d
(I) T1 = P1 = m1g Sendo μe = 0,30 e P = 10 kgf, vem:
T1 = 6,0 · 10 (N) ⇒ T1 = 60 N Fat = 030 · 10 (kgf)
d
(II) T2 = P2 = m2g
T2 = 4,0 · 10 (N) ⇒ T2 = 40 N Donde: Fat = 3,0 kgf
d
(III) Fat + T2 = T1 ⇒ Fat + 40 = 60
Como a força com que a caixa é empurrada (2,0 kgf) é menos intensa
Fat = 20 N que a força de atrito de destaque (3,0 kgf), temos uma situação de
equilíbrio. A caixa permanece em repouso e a força de atrito estático
exercida sobre ela tem intensidade 2,0 kgf:
Respostas: a) Para a esquerda; b) 20 N
Fat = 2,0 kgf
2 Para colocar um bloco de peso 100 N na iminência de movimen-
to sobre uma mesa horizontal, é necessário aplicar sobre ele uma força,
5 Sobre um piso horizontal, repousa uma caixa de massa
paralela à mesa, de intensidade 20 N. Qual o coeficiente de atrito está-
tico entre o bloco e a mesa? 2,0 · 102 kg. Um homem a empurra, aplicando-lhe uma força paralela ao
piso, conforme sugere o esquema abaixo:
Resolução:
Fat = μe Fn ⇒ Fat = μe P
d d
20 = μe 100 ⇒ μe = 0,20
Resposta: 0,20
O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o piso é 0,10 e, no local,
g = 10 m/s2. Determine:
3 Na situação esquematizada na figura, um homem de massa a) a intensidade da força com que o homem deve empurrar a caixa
70 kg está deitado sobre uma mesa horizontal para submeter-se a uma para colocá-la na iminência de movimento;
terapia por tração: b) a intensidade da força de atrito que se exerce sobre a caixa quando
o homem a empurra com 50 N.
Resolução:
a) F = Fat = μe Fn
d
M F = μe m g ⇒ F = 0,10 · 2,0 · 102 · 10 (N)
F = 2,0 · 102 N

2. 148 PARTE II – DINÂMICA
b) Como F < Fat (50 N < 200 N), a caixa permanece em repouso e 7 Considere a situação esquematizada na figura, em que um tijolo
d
Fat = F = 50 N. está apoiado sobre uma plataforma de madeira plana e horizontal. O
conjunto parte do repouso no instante t0 = 0 e passa a descrever uma
Respostas: a) 2,0 · 102 N ; b) 50 N
trajetória retilínea com velocidade de intensidade V, variável com o
tempo, conforme o gráfico apresentado. No local, a influência do ar é
6 E.R. Na figura abaixo, um homem está empurrando um fogão desprezível.
de massa 40 kg, aplicando sobre ele uma força F , paralela ao solo Movimento
plano e horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o fogão e o
solo é igual a 0,75 e, no local, adota-se g = 10 m/s2.
V
Supondo que o fogão está na iminência de escorregar, calcule:
a) a intensidade de F ;
b) a intensidade da força C de contato que o fogão recebe do solo.
0 t1 t2 t3 t
Resolução:
No esquema abaixo, representamos as forças que agem no fogão:
Admitindo que não haja escorregamento do tijolo em relação à plata-
F : força aplicada pelo homem; forma e adotando um referencial fixo no solo, aponte a alternativa que
Fat : força de atrito de destaque melhor representa as forças que agem no tijolo nos intervalos de 0 a t1,
d
de t1 a t2 e de t2 a t3:
(movimento iminente);
de 0 a t1 de t1 a t2 de t2 a t3
P : força da gravidade (peso);
Fn: força normal.
a)
Fn
F
Fat b)
d
P
a) Equilíbrio na vertical: Fn = P
c)
Fn = m g ⇒ Fn = 40 · 10 (N)
Fn = 400 N
Equilíbrio na horizontal: F = Fat
d
F = μe Fn ⇒ F = 0,75 · 400 (N) d)
F = 300 N
b) A força C é a resultante da soma vetorial de Fat com Fn.
d
Aplicando o Teorema de Pitágoras, vem: e)
C
Resolução:
Fn
(I) De 0 a t1: Movimento retilíneo e uniformemente acelerado para a
direita.
Fat
d C1
Fn
C2 = F2 + F2at
n d
C 1 = Fat + Fn
C2 = (400)2 + (300)2 Fat
1
1
C = 500 N P

3. Tópico 2 – Atrito entre sólidos 149
(II) De t1 a t2: Movimento retilíneo e uniforme para a direita. O triângulo retângulo é isósceles, logo:
Fn
F=P ⇒ F=mg
F = n m g ( n = número de blocos)
F = n · 15 · 10 (N) ⇒ F = n · 150 (N)
Fat2 = 0
Para mover o contêiner:
F > Fat
dest
P
n · 150 > 500
(III) De t2 a t3: Movimento retílineo e uniformemente retardado para n > 3,33 ... blocos
a direita. nmín = 4 blocos
C3
Fn
Resposta: d
C 3 = Fat + Fn
3
Fat
3
9 Na situação da figura, o bloco B e o prato P pesam, respectiva-
mente, 80 N e 1,0 N. O coeficiente de atrito estático entre B e o plano
P
horizontal de apoio vale 0,10 e desprezam-se os pesos dos fios e o atri-
to no eixo da polia. No local, |g | = 10 m/s2.
Resposta: d
B
8 (Fuvest-SP – mod.) Para vencer o atrito e deslocar um grande
contêiner C, no sentido indicado, é necessária uma força horizontal
que supere 500 N. Na tentativa de movê-lo, blocos de massa m = 15 kg
são pendurados em um fio, que é esticado entre o contêiner e o ponto g
P na parede, como na figura.
Sentido do P
deslocamento P
C
pretendido 45°
M Dispõe-se de 20 blocos iguais, de 100 g de massa cada um, que podem
ser colocados sobre o prato P.
a) Colocando-se dois blocos sobre P, qual a intensidade da força de
atrito exercida em B?
Para movimentar o contêiner, é preciso pendurar no fio, no mínimo: b) Qual o número de blocos que deve ser colocado sobre P, para que
(Adote g = 10 m/s2.) B fique na iminência de se movimentar?
a) 1 bloco. c) 3 blocos. e) 5 blocos.
b) 2 blocos. d) 4 blocos. Resolução:
a) Fat = µe Fn = µe PB ⇒ Fat = 0,10 · 80 (N)
Resolução: d d
Esquema de forças no ponto do fio em que são pendurados os blocos: Fat = 8,0 N
d
F = Pprato + 2 p ⇒ F = 1,0 + 2 · 0,10 · 10 (N)
45º T
F = 3,0 N
F
Como F Ͻ Fat , o sistema permanece em repouso e a força de atrito
d
estático exercida em B vale 3,0 N.
b) Pprato + n · p = Fat ⇒ 1,0 + n 0,10 · 10 = 8,0
d
P
n = 7 bloquinhos
Na situação de equilíbrio, a linha poligonal de F , T e P deve ser fe-
chada. Respostas: a) 3,0 N; b) 7 bloquinhos
10 (Unirio-RJ) Uma caixa vazia, pesando 20 N, é colocada sobre
45º
T P uma superfície horizontal. Ao atuar sobre ela uma força também
horizontal, ela começa a se movimentar quando a intensidade da
força supera 5,0 N; cheia de água, isso acontece quando a intensi-
dade da força supera 30 N. Qual a massa de água contida na caixa?
F (Admita g = 10 m/s2.)

4. 150 PARTE II – DINÂMICA
Resolução: É importante notar que a força de atrito tem sentido oposto ao da
(I) Caixa vazia: tendência de escorregamento do bloco, porém o mesmo sentido
F1 = Fat ⇒ F1 = µe P1 do movimento do caminhão.
d1
A força que acelera o bloco em relação à pista é Fat ; logo, aplicando
5,0 = µe 20 ⇒ µe = 0,25 a 2a Lei de Newton:
(II) Caixa com água: Fat = M a (I)
F2 = Fat ⇒ F2 = µe (P1 + mg) O bloco está em equilíbrio na vertical; logo:
Fn = P ⇒ Fn = M g (II)
d2
30 = 0,25 (20 + m 10)
Como o bloco não deve escorregar, o atrito entre ele e a carroceria
m = 10 kg é estático. Assim:
Fat р Fat ⇒ Fat р μ Fn (III)
d
Resposta: 10 kg Substituindo (I) e (II) em (III), segue que:
MaрμMg ⇒ aрμg
11 Sobre um plano inclinado, de ângulo θ variável, apoia-se amáx = μ g
uma caixa de pequenas dimensões, conforme sugere o esquema
Nota:
a seguir.
• Observe que a aceleração calculada independe da massa do bloco.
13 Na situação da figura, os blocos A e B têm massas m = 4,0 kg e
A
mB = 6,0 kg. A aceleração da gravidade no local tem módulo 10 m/s2,
o atrito entre A e o plano horizontal de apoio é desprezível e o coe-
ficiente de atrito estático entre B e A vale μe = 0,50.
B
θ
A
Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre a caixa e o plano F
de apoio vale 1,0, qual o máximo valor de θ para que a caixa ainda
permaneça em repouso?
Desprezando-se o efeito do ar, qual a máxima intensidade da força F,
Resolução: paralela ao plano, de modo que B não se movimente em relação a A?
Pt = Fat ⇒ P sen θ = µe P cos θ
d
tg θ = µe = 1 ⇒ θ = 45° Resolução:
(I) 2a Lei de Newton para o bloco B:
Resposta: 45° amáx
Fat B
d
12 E.R. Na figura, representa-se um caminhão inicialmente em Fat = mB amáx
d
repouso sobre uma pista plana e horizontal. Na sua carroceria, apoia- µe mB g = mB amáx ⇒ amáx = µe g
-se um bloco de massa M.
amáx = 0,50 · 10 (m/s2) ⇒ amáx = 5,0 m/s2
M
(II) 2a Lei de Newton para o conjunto A + B:
Fmáx = (ma + mb) amáx ⇒ Fmáx = (4,0 + 6,0) (5,0) (N)
Fmáx = 50 N
Sendo μ o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a carroceria
e g o valor da aceleração da gravidade local, determine a máxima Resposta: 144 s
intensidade da aceleração que o caminhão pode adquirir sem que o
bloco escorregue. 14 Considere duas caixas, A e B, de massas respectivamente iguais
a 10 kg e 40 kg, apoiadas sobre a carroceria de um caminhão que trafe-
Resolução: ga em uma estrada reta, plana e horizontal. No local, a influência do ar
Na figura ao lado, estão repre- é desprezível. Os coeficientes de atrito estático entre A e B e a carroce-
sentadas as forças que agem no Fn
ria valem μA = 0,35 e μB = 0,30 e, no local, g = 10 m/s2.
bloco:
P : força da gravidade (peso); a
M
Fat B
Fn : reação normal;
A
Fat : força de atrito. P

5. Tópico 2 – Atrito entre sólidos 151
Para que nenhuma das caixas escorregue, a maior aceleração (ou desa- 16 Na figura, uma caixa de peso igual a 30 kgf é mantida em equilí-
celeração) permitida ao caminhão tem intensidade igual a: brio, na iminência de deslizar, comprimida contra uma parede vertical
a) 3,5 m/s2; c) 2,5 m/s2; e) 1,5 m/s2. por uma força horizontal F .
2 2
b) 3,0 m/s ; d) 2,0 m/s ;
Resolução:
A máxima aceleração (ou desaceleração) permitida para que não haja
escorregamento de qualquer caixa é dada por:
F
amáx = μ g (vide ER 12)
Caixa A: aA = μA g = 0,35 · 10 ⇒ aA = 3,5 m/s2
Caixa B: aB = μB g = 0,30 · 10 ⇒ aB = 3,0 m/s2
Optamos pelo menor valor, 3,0 m/s2, uma vez que, quando a caixa B
estiver na iminência de escorregar, a caixa A ainda não estará nessa
situação. Sabendo que o coeficiente de atrito estático entre a caixa e a parede é
igual a 0,75, determine, em kgf:
Resposta: b
a) a intensidade de F ;
b) a intensidade da força de contato que a parede aplica na caixa.
15 E.R. Um homem comprime uma caixa contra uma parede ver-
tical, aplicando-lhe com o dedo uma força de intensidade F perpen- Resolução:
dicular à parede, conforme representa a figura. a)
Fat
d
F Fn
Sendo m a massa da caixa e g a intensidade da aceleração da gravi-
dade e desprezando o atrito entre o dedo e a caixa, responda: qual P
é o menor coeficiente de atrito estático entre a caixa e a parede que
Equilíbrio na vertical:
impede o seu escorregamento?
Fat = P ⇒ Fat = 30 kgf
d d
Resolução: Equilíbrio na horizontal:
Na figura abaixo, representamos as forças que agem na caixa: Fat
F = Fn ⇒ F = d
μe
Fat
F= 30 (kgf) ⇒ F = 40 kgf
Fn F
0,75
P b)
F : força aplicada pelo homem;
P : força da gravidade (peso);
Fn : reação normal da parede;
C
Fat : força de atrito. Fat
d
Se não há escorregamento da caixa em relação à parede, o atrito é
estático. Logo:
Fat р μe Fn (I)
Fn
Equilíbrio na horizontal: Fn = F (II)
Equilíbrio na vertical: Fat = P ⇒ Fat = m g (III) Teorema de Pitágoras:
Substituindo (II) e (III) em (I), vem: m g р μe F. C2 = F2at + F2n
d
μe у m g C2 = (30)2 + (40)2
F
C = 50 kgf
Donde: μe = m g
mín
F Respostas: a) 40 kgf ; b) 50 kgf

6. 152 PARTE II – DINÂMICA
17 (Unifesp-SP) Uma bonequinha está presa, por um ímã a ela cola- 18 Na situação esquematizada na figura abaixo, um trator arrasta
do, à porta vertical de uma geladeira. uma tora cilíndrica de 4,0 · 103 N de peso sobre o solo plano e horizon-
a) Desenhe esquematicamente essa bonequinha, representando e tal. Se a velocidade vetorial do trator é constante e a força de tração
nomeando as forças que atuam sobre ela. exercida sobre a tora vale 2,0 · 103 N, qual é o coeficiente de atrito ciné-
b) Sendo m = 20 g a massa total da bonequinha com o ímã e μ = 0,50 tico entre a tora e o solo?
o coeficiente de atrito estático entre o ímã e a porta da geladeira,
Movimento
qual deve ser o menor valor da força magnética entre o ímã e a
geladeira para que a bonequinha não caia?
Dado: g = 10 m/s2.
Resolução:
a)
Fat
Resolução:
MRU: Fat = T ⇒ μc Fn = T
c
T –3
μc P = T ⇒ μc = = 20 · 10 3
Fm
P 4,0 · 10
μc = 0,50
em que:
P = força peso Fn
Resposta: 0,50
Fat = força de atrito
Fm = força magnética 19 Na situação esquematizada abaixo, um bloco de peso igual a
Fn = força normal da parede P 40 N está inicialmente em repouso sobre uma mesa horizontal. Os coe-
ficientes de atrito estático e dinâmico entre a base do bloco e a su-
b) Equilíbrio na horizontal:
perfície da mesa valem, respectivamente, 0,30 e 0,25. Admita que seja
Fn = Fm (I)
aplicada no bloco uma força horizontal F .
Equilíbrio na vertical:
Fat = P (II) F
Para que a bonequinha não caia, o atrito entre o ímã e a porta da
geladeira deve ser do tipo estático:
Fat р Fat ⇒ Fat р µ Fn (III) Adotando g = 10 m/s2, indique os va-
F (N) Fat (N) a (m/s2)
d lores que preenchem as lacunas da
Substituindo (I) e (II) em (III), vem: tabela ao lado com as intensidades 10
P р µ Fm ⇒ m g р µ Fm da força de atrito e da aceleração do 12
bloco correspondentes às magnitu-
m·g 20 · 10–3 · 10 des definidas para a força F . 30
Fm у ⇒ Fm у 0,50 (N)
µ
Resolução:
Fm у 0,40 N ⇒ Fm = 0,40 N Fat = μc Fn = μc P
mín d
Fat = 0,30 · 40 (N) ⇒ Fat = 12 N
d d
Respostas: a) Fat = μc Fn = μc P
Fat c
Fat = 0,25 · 40 (N) ⇒ Fat = 10 N
c c
O bloco entrará em movimento se a intensidade de F superar 12 N.
No caso de iniciar-se o escorregamento, a força de atrito será do tipo
Fm dinâmico, com intensidade igual a 10 N.
F = 10 N: Repouso
Fn
Fat = F = 10 N e a = 0
F = 12 N: Repouso
Fat = F = 12 N e a = 0
P F = 30 N: MUV = 0
F – Fat = m a
c
P = força da gravidade (peso) 40
30 – 10 = a ⇒ a = 5,0 m/s2
Fat = força de atrito 10
Fm = força magnética Respostas:
Fn = reação normal da parede F (N) Fat (N) a (m/s2)
C = Fat + Fn é a força total de contato entre a 10 10 0
bonequinha e a porta da geladeira. 12 12 0
b) 0,40 N 30 10 5,0

7. Tópico 2 – Atrito entre sólidos 153
20 E.R. Uma caixa de fósforos é lançada sobre uma mesa ho- b) MUV:
rizontal com velocidade de 2,0 m/s, parando depois de percorrer Equação de Torricelli:
2,0 m. No local do experimento, a influência do ar é desprezível. Ado- V2 = V2 + 2α BC
C B
tando para o campo gravitacional módulo igual a 10 m/s2, determine 0 = (20)2 + 2 (–2,0) BC
o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a mesa. Donde: BC = 100 m
Resolução: VC = VB + α t ⇒ 0 = 20 – 2,0 t
A figura seguinte ilustra o evento descrito no enunciado: t = 10 s
Donde:
2,0 m
Respostas: a) 2,0 m/s2; b) 100 m; 10 s
Fat 22 Os blocos A e B da figura seguinte têm massas respectivamente
c
iguais a 2,0 kg e 3,0 kg e estão sendo acelerados horizontalmente sob
a ação de uma força F de intensidade de 50 N, paralela ao plano do
movimento.
Inicialmente, devemos calcular o módulo da aceleração de retarda- Sabendo que o coeficiente de atrito de escorregamento entre os blo-
mento da caixa de fósforos. Para isso, aplicamos a Equação de Tor- cos e o plano de apoio vale μ = 0,60, que g = 10 m/s2 e que o efeito do
ricelli: ar é desprezível, calcule:
v2 = v2 + 2α d
0 a
Como v = 0, v0 = 2,0 m/s e d = 2,0 m, vem:
0 = (2,0)2 + 2 α 2,0 ⇒ α = –1,0 m/s2 F B
A
a = | α | = 1,0 m/s2
A força resultante responsável pela freada da caixa é a força de atrito a) o módulo da aceleração do sistema;
cinético. Pela 2a Lei de Newton, podemos escrever: b) a intensidade da força de interação trocada entre os blocos na re-
Fat = m a (I) gião de contato.
c
Entretanto:
Fat = μc Fn = μc m g (II) Resolução:
c
a) Fat = μ Fn = μ mA g
Comparando (I) e (II), calculamos, finalmente, o coeficiente de atrito A A
cinético μc: Fat = 0,60 · 2,0 · 10 (N)
A
2
μc m g = m a ⇒ μc = a = 1,0 m/s2 FatA = 12 N
g 10 m/s
Fat = μ Fn = μ mB g
B B
μc = 0,10 Fat = 0,60 · 3,0 · 10 (N)
B
FatB = 18 N
21 Na figura, o esquiador parte do repouso do ponto A, passa por a
2 Lei de Newton para o conjunto A + B:
B com velocidade de 20 m/s e para no ponto C: F – Fat – Fat = (mA + mB) a
A B
50 – 12 – 18 = (2,0 + 3,0) a
Donde : a = 4,0 m/s2
A b) 2a Lei de Newton para o bloco B:
FAB – Fat = mB a
B
FAB – 18 = 3,0 · 4,0
B C FAB = 30 N
O trecho BC é plano, reto e horizontal e oferece aos esquis um coe- Respostas: a) 4,0 m/s2; b) 30 N
ficiente de atrito cinético de valor 0,20. Admitindo desprezível a in-
fluência do ar e adotando g = 10 m/s2, determine:
23 (Unesp-SP) A figura ilusta um bloco A, de massa m = 2,0 kg,
a) a intensidade da aceleração de retardamento do esquiador no tre- A
cho BC; atado a um bloco B, de massa mB = 1,0 kg, por um fio inextensível de
b) a distância percorrida por ele de B até C e o intervalo de tempo massa desprezível. O coeficiente de atrito cinético entre cada bloco e a
gasto nesse percurso. mesa é μc. Uma força de intensidade F = 18,0 N é aplicada ao bloco B, fa-
zendo com que os dois blocos se desloquem com velocidade constante.
Resolução: A B
F
a) 2a Lei de Newton: mA mB
Fat = m a ⇒ μc Fn = m a
c
μc m g = m a ⇒ a = μc g Considerando-se g = 10,0 m/s2, calcule:
a = 2,0 m/s2 a) o coeficiente de atrito μc;
a = 0,20 · 10 (m/s2) ⇒ b) a intensidade da tração T no fio.

8. 154 PARTE II – DINÂMICA
Resolução: O diagrama que representa corretamente as orientações das forças
a) MRU do conjunto A + B: de atrito estático que o solo exerce sobre as rodas é:
Fat + Fat = F
A B
μc mA g + μc mB g = F a) c)
μc (2,0 · 10,0 + 10,0 · 10,0) = 18,0
Donde : μc = 0,60 b) d)
b) MRU do bloco A:
T = Fat ⇒ T = μc mA g
A Resolução:
T = 0,60 · 2,0 · 10,0 (N)
A roda motriz (com tração) empurra o chão para trás e recebe des-
T = 12,0 N te, pelo atrito, uma força dirigida para frente (Fat ).
A roda parasita (sem tração) é arrastada para frente juntamente com
Respostas: a) 0,60 ; b) 12,0 N o veículo e raspa o chão também para a frente, recebendo deste, pelo
atrito, uma força dirigida para trás (fat ).
Roda parasita Roda motriz
24 O corpo A, de 5,0 kg de massa, está apoiado em um plano hori-
zontal, preso a uma corda que passa por uma roldana de massa e atrito
desprezíveis e que sustenta em sua extremidade o corpo B, de 3,0 kg de
massa. Nessas condições, o sistema apresenta movimento uniforme. Ado-
tando g = 10 m/s2 e desprezando a influência do ar, determine:
A
fat Fat
É importante destacar que, no caso de um movimento acelerado:
Fat >> fat
B 26 (ESPCEX-SP – mod.) A figura abaixo representa um automóvel
em movimento retilíneo e acelerado da esquerda para a direita. Os ve-
tores desenhados junto às rodas representam os sentidos das forças de
a) o coeficiente de atrito cinético entre o corpo A e o plano de apoio;
atrito exercidas pelo chão sobre as rodas.
b) a intensidade da aceleração do sistema se colocarmos sobre o cor-
po B uma massa de 2,0 kg.
Resolução:
a) MRU de B: T = PB = mB g
T = 3,0 · 10 (N) ⇒ T = 30 N
MRU de A: Fat = T Sendo assim, pode-se afirmar que o automóvel:
c
μc mA g = T ⇒ μc 5,0 · 10 = 30 a) tem tração apenas nas rodas traseiras.
b) tem tração nas quatro rodas.
μc = 0,60 c) tem tração apenas nas rodas dianteiras.
b) 2a Lei de Newton para o sistema A + B: d) move-se em ponto morto, isto é, sem que nenhuma das rodas seja
PB + p – Fat = (mA + mB +m) a tracionada.
c
e) está em alta velocidade.
3,0 · 10 + 2,0 · 10 – 0,60 · 5,0 · 10 = 10 a
Donde : a = 2,0 m/s2 Resposta: a
Respostas: a) 0,60; b) 2,0 m/s2
27 Na figura, está representado o limpador de parabrisa de um car-
ro. O aparelho está funcionando e tanto sua borracha quanto o vidro
25 E.R. (Uerj) Considere um carro de tração dianteira que acelera
sobre o qual ela desliza podem ser considerados homogêneos.
no sentido indicado na figura abaixo. O motor é capaz de impor às Admitindo que a compressão do limpador sobre o parabrisa seja uni-
rodas de tração, por meio de um torque, um determinado sentido de forme em toda a extensão AB, podemos afirmar que:
rotação. Só há movimento quando há atrito, pois, na sua ausência, as
rodas de tração patinam sobre o solo, como acontece em um terreno B
enlameado.
A
Posição 1 Posição 2

9. Tópico 2 – Atrito entre sólidos 155
a) da posição 1 à posição 2, a velocidade angular média da extremida- Fat = μc Fn = μc m g
c
de B é maior que a da extremidade A;
b) da posição 1 à posição 2, a aceleração angular média da extremida- Fat = 0,40 · 2,0 · 10 (N) ⇒ Fat = 8,0 N
c c
de B é menor que a da extremidade A;
a
c) da posição 1 à posição 2, a velocidade linear média da extremidade
B é igual à da extremidade A;
d) a força de atrito na região próxima da extremidade A é mais intensa F
que a força de atrito na região próxima da extremidade B; Fatc
e) a borracha próxima da extremidade B desgasta-se mais rapidamen-
te que a borracha próxima da extremidade A. A 2a Lei de Newton, aplicada ao bloco, permite escrever que:
F – Fat = m a ⇒ 16 – 8,0 = 2,0 · a
c
Resolução:
a) ωm = Δ ᐉ e ωm = ωm a = 4,0 m/s2
Δt B A
b) γ m = Δω eγ =γ =0
Δt mB mA 29 Um homem empurra horizontalmente um cofre de massa
c) vm = Δ s e vm > vm m = 100 kg sobre um plano horizontal, conforme indica a figura.
Δt B A
d) Fat = μc Fn e Fat = Fat
c cB cA
e) Na região da extremidade B, a borracha desgasta-se mais rapida-
mente devido à maior distância percorrida durante um determina-
do tempo de utilização do limpador.
Resposta: e
O cofre encontra-se inicialmente em repouso e sabe-se que os coefi-
28 E.R. Um bloco de 2,0 kg de massa repousa sobre um plano
cientes de atrito estático e cinético entre ele e o plano de apoio
horizontal quando lhe é aplicada uma força F , paralela ao plano, con- valem, respectivamente, 0,820 e 0,450. Considerando g = 10 m/s2,
forme representa a figura abaixo: calcule:
a) a intensidade da força de atrito recebida pelo cofre se a força apli-
F cada pelo homem valer 8,00 · 102 N;
b) o módulo da aceleração do cofre se a força aplicada pelo homem
valer 8,50 · 102 N.
Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco e o plano de Resolução:
apoio valem, respectivamente, 0,50 e 0,40 e, no local, a aceleração da a) Fat = µe Fn = µe m g
d
gravidade tem módulo 10 m/s2. Calcule: Fatd = 0,820 · 100 · 10 (N) ⇒ Fat = 8,20 · 102 N
d
a) a intensidade da força de atrito recebida pelo bloco quando
| F | = 9,0 N; Com F = 8,00 · 102 N, o homem não consegue vencer o atrito de
b) o módulo da aceleração do bloco quando | F | = 16 N. destaque e, por isso, o cofre permanece em repouso. Logo:
Despreze o efeito do ar. Fat = F = 8,00 · 102 N
Resolução:
Devemos, inicialmente, calcular a intensidade da força de atrito de b) Fat = µc Fn = µc m g
c
destaque entre o bloco e o plano de apoio: Fat = 0,450 · 100 · 10 (N) ⇒ Fat = 4,50 · 102 N
c c
Fat = μe Fn ⇒ Fat = μe P = μe m g 2a Lei de Newton:
d d
Sendo μe = 0,50, m = 2,0 kg e g = 10 m/s2, vem: F’ – Fat = m · a ⇒ 8,50 · 102 – 4,50 · 102 = 100 · a ⇒
c
⇒ 4,00 · 102 = 100 · a
Fat = 0,50 · 2,0 · 10 (N) ⇒ Fat = 10 N
d d a = 4,00 m/s2
a) A força F , apresentando intensidade 9,0 N, é insuficiente para Respostas: a) 8,00 · 102 N; b) 4,00 m/s2
vencer a força de atrito de destaque (10 N). Por isso, o bloco per-
manece em repouso e, nesse caso, a força de atrito que ele recebe
30 E.R. No esquema seguinte, representa-se um livro inicial-
equilibra a força F , tendo intensidade 9,0 N:
mente em repouso sobre uma mesa horizontal, sendo empurrado
Fat = 9,0 N horizontalmente por um homem; F é a força que o homem aplica
no livro e Fat é a força de atrito exercida pela mesa sobre o livro. Re-
b) Com | F | = 16 N, o bloco adquire movimento, sendo acelerado presenta-se, também, como varia a intensidade de Fat em função da
para a direita. Nesse caso, o atrito é cinético e sua intensidade é intensidade de F . No local, a influência do ar é desprezível e adota-se
dada por: |g | = 10 m/s2.

10. 156 PARTE II – DINÂMICA
F Admitindo que o fio e a polia sejam ideais e desprezando a influência
5,0 kg Fat do ar:
a) esboce o gráfico da intensidade da força de atrito recebida pela caixa
Fat (N) em função da intensidade da força exercida pelo homem na corda;
10 b) calcule a massa da caixa e o coeficiente de atrito entre ela e o plano
8,0
de apoio (g = 10 m/s2).
Resolução:
a) A força de atrito estático cresce linearmente de 0 a 100 N, quando a
0 10 20 F (N) caixa inicia seu escorregamento. A partir daí o atrito se torna cinéti-
Com base no gráfico e nos demais dados, determine: co, com valor constante de 100 N.
a) os coeficientes de atrito estático e cinético entre o livro e a mesa;
b) o módulo da aceleração do livro quando F = 18 N. Fat (N)
100
Resolução:
a) • Determinação do coeficiente de atrito estático (μe):
Observando o gráfico, percebemos que a força de atrito máxi-
ma (de destaque) que o livro recebe da mesa vale Fat = 10 N. A
d
partir disso, podemos escrever que:
Fat = μe Fn = μe m g ⇒ 10 = μe · 5,0 · 10 0 100 150 F (N)
d
μe = 0,20
b) 2a Lei de Newton para a caixa no caso em que F = 150 N, Fat = 100 N
• Determinação do coeficiente de atrito cinético (μc): e a = 1,0 m/s2:
Observando o gráfico, notamos que a força de atrito cinéti- F – Fat = m a ⇒ 150 – 100 = m 1,0
co que age no livro depois de iniciado seu movimento vale
Fat = 8,0 N. m = 50 kg
c
Dessa conclusão, segue que:
Fat = µ Fn ⇒ Fat = µ m g
Fat = μc Fn = μc m g ⇒ 8,0 = μc · 5,0 · 10
c
μc = 0,16 100 = µ 50 · 10 ⇒ µ = 0,20
b) Calculamos o módulo da aceleração do livro aplicando a ele a 2a Respostas: a)
Lei de Newton:
Fat (N)
F a 100
5,0 kg Fat
c
F – Fat = m a ⇒ 18 – 8,0 = 5,0 a
c 0 100 150 F (N)
a = 2,0 m/s2
b) 50 kg e 0,20
31 No arranjo experimental da figura, o homem puxa a corda para 32 E.R. Nas duas situações esquematizadas abaixo, uma mesma
a esquerda e, com isso, consegue acelerar horizontalmente a caixa caixa de peso 20 N deverá ser arrastada sobre o solo plano e hori-
para a direita: zontal em movimento retilíneo e uniforme. O coeficiente de atrito
Os dois ramos do cinético entre a caixa e a superfície de apoio vale 0,50.
fio são horizontais
F1 F2
θ θ
O módulo de aceleração da caixa varia com a intensidade da força que
o homem aplica na corda, conforme o gráfico. Dados: sen θ = 0,80 e cos θ = 0,60.
a (m/s ) 2 Desprezando a influência do ar, calcule as intensidades das forças F 1
e F 2 que satisfazem à condição citada.
1,0
Resolução:
Decompondo F 1 nas direções horizontal e vertical, obtemos, respec-
0 100 150 F (N) tivamente, as componentes F1 e F1 , de intensidades dadas por:
x y

11. Tópico 2 – Atrito entre sólidos 157
F1x = F1 cos θ e F1y = F1 sen θ Fn
(II) Cálculo de Fn: Fn + Fv = P
F1 F1
1 y
Fn + F sen θ = P ⇒ Fn + 10 · 0,60 = 1,0 · 10
θ
Fat Fn = 4,0 N
c1 F1
x
(III) Cálculo da aceleração:
P Fx – Fat = m a ⇒ F cos θ – µcFn = m a
c
10 · 0,80 – 0,25 · 4,0 = 1,0 a
Equilíbrio na vertical: Fn + F1 sen θ = P
1
a = 7,0 m/s2
Fn + 0,80F1 = 20
1
Fn = 20 – 0,80F1 Resposta: a
1
Equilíbrio na horizontal: F1 cos θ = μc Fn
1
0,60 F1 = 0,50 (20 – 0,80 F1) 34 (Efomm-RJ) Os blocos A e B representados na figura possuem
F1 = 10 N massas de 3,0 kg e 2,0 kg respectivamente. A superfície horizontal
onde eles se deslocam apresenta um coeficiente de atrito cinético
igual a 0,30. F 1 e F 2 são forças horizontais que atuam nos blocos.
Decompondo, agora, F2 nas direções horizontal e vertical, obtemos, res-
pectivamente, as componentes F2 e F2 , de intensidades dadas por: F1
x y A F2
F2x= F2 cos θ e F2y = F2 sen θ (30 N) B
(10 N)
Fn
2
F2
F2 y
Adotando g = 10 m/s2 e desprezando o efeito do ar, determine:
θ a) o módulo da aceleração do sistema;
Fat
F2
x
c2
b) a intensidade da força de contato entre A e B.
P Resolução:
Cálculo das forças de atrito nos blocos A e B:
Equilíbrio na vertical: Fn = P + F2 sen θ Fat = µ mA g ⇒ Fat = 0,30 · 3,0 · 10 = 9,0 N
2
Fat = µ mB g ⇒ Fat = 0,30 · 2,0 · 10 = 6,0 N
A A
Fn = 20 + 0,80F2
2 B B
Equilíbrio na horizontal: F2 cos θ = μc Fn a) 2a Lei de Newton para o conjunto A + B:
2
0,60 F2 = 0,50 (20 + 0,80F2) F1 – F2 – (Fat + Fat ) = (mA + mB) a
A B
30 – 10 – (9,0 + 6,0) = (3,0 + 2,0) a
F2 = 50 N
a = 1,0 m/s2
33 Considere o esquema seguinte, em que se representa um bloco b) 2a Lei de Newton para o bloco B:
FAB – F2 – Fat = mB a ⇒ FAB – 10 – 6,0 = 2,0 · 1,0
de 1,0 kg de massa apoiado sobre um plano horizontal. O coeficiente B
de atrito de arrastamento entre a base do bloco e a superfície de apoio FAB = 18 N
vale 0,25 e a aceleração da gravidade, no local, tem módulo 10 m/s2.
F Respostas: a) 1,0 m/s2; b) 18 N
θ 35 Sobre o plano horizontal da figura, apoiam-se os blocos A e B, in-
terligados por um fio inextensível e de massa desprezível. O coeficiente
de atrito estático entre os blocos e o plano vale 0,60 e o cinético, 0,50. No
A força F , cuja intensidade é de 10 N, forma com a direção horizontal local, a influência do ar é desprezível e adota-se |g | = 10 m/s2.
um ângulo θ constante, tal que sen θ = 0,60 e cos θ = 0,80. Desprezan- 3,0 kg
do a influência do ar, aponte a alternativa que traz o valor correto da 2,0 kg
aceleração do bloco: B F
A
a) 7,0 m/s2; c) 4,0 m/s2; e) 1,5 m/s2.
2 2
b) 5,5 m/s ; d) 2,5 m/s ;
Sabendo que a força F é horizontal e que sua intensidade vale 50 N,
Resolução: calcule:
(I) Esquema das forças: a) o módulo da aceleração do sistema;
b) a intensidade da força de tração no fio.
Fn Fy F
Resolução:
Fat = µd mA g = 0,60 · 2,0 · 10 = 12 N
Fat Fx d
A
c Fat = µd mB g = 0,60 · 3,0 · 10 = 18 N
d
B
P Fat = 12 + 18 = 30 N
dA, B

12. 158 PARTE II – DINÂMICA
Como F Ͼ Fat (50 N Ͼ 30 N), os blocos são arrastados sobre o plano de 37 (Vunesp-SP) Dois blocos, A e B, ambos de massa m, estão li-
d
apoio e o atrito é do tipo cinético. gados por um fio leve e flexível, que passa por uma polia de massa
Fat = µc mA g = 0,50 · 2,0 · 10 = 10 N desprezível, que gira sem atrito. O bloco A está apoiado sobre um
c
A
Fat = µc mB g = 0,50 · 3,0 · 10 = 15 N carrinho de massa 4 m, que pode se deslocar sobre a superfície ho-
c
B
Fat = 10 + 15 = 25 N rizontal sem encontrar qualquer resistência. A figura mostra a situa-
cA, B ção descrita.
a) 2a Lei de Newton para o conjunto A + B:
A
F – Fat = (mA + mB) a
cA, B
m
50 – 25 = (2,0 + 3,0) a
4m
a = 5,0 m/s2
b) 2a Lei de Newton para o bloco B:
T – Fat = mB a
cB m B
T – 15 = 3,0 · 5,0
T = 30 N
Quando o conjunto é liberado, B desce e A se desloca com atrito cons-
Respostas: a) 5,0 m/s2; b) 30 N tante sobre o carrinho, acelerando-o. Sabendo que o coeficiente de
atrito dinâmico entre A e o carrinho vale 0,20 e fazendo g = 10 m/s2,
36 (Fuvest-SP) Um vagão de carga, transportando sobre seu piso determine:
a) o módulo da aceleração do carrinho;
plano uma caixa de massa m, desloca-se com velocidade constante v0
b) o módulo da aceleração do sistema constituído por A e B.
sobre trilhos retilíneos e horizontais. Em dado instante, o vagão choca-
-se com uma pedra sobre os trilhos e para instantaneamente. A caixa
Resolução:
começa, então, a deslizar sobre o piso, parando antes de atingir a ex-
a) 2a Lei de Newton para o carrinho:
tremidade do vagão. Sabe-se que o coeficiente de atrito entre a caixa
Fat = 4 m ac
e o piso do vagão vale μ e a aceleração da gravidade tem intensidade
µ m g = 4 m ac
igual a g.
0,20 · 10 = 4 ac
m
v0 ac = 0,50 m/s2
Fat
ac
a) Durante quanto tempo a caixa desliza? 4m
b) Qual a distância percorrida pela caixa sobre o vagão?
Resolução: b) 2a Lei de Newton para o conjunto A + B:
a) (I) Cálculo da aceleração de retardamento da caixa: PB – Fat = (mA + mB) a ⇒ m g – µ m g = 2 m a
F = Fat ⇒ m a = µ m g
10 – 0,20 · 10 = 2 a ⇒ a = 4,0 m/s2
a=µ g
a
Respostas: a) 0,50 m/s2; b) 4,0 m/s2
v 38 E.R. (Cesesp-PE) Uma fina corrente metálica encontra-se
Fat
parcialmente dependurada de uma mesa, como ilustra a figura.
(II) Cálculo do intervalo de tempo de deslizamento:
MUV: v = v0 + α t ⇒ 0 = v0 – µ g t
v0
t=
µ g
b) v2 = v2 + 2α Δs ⇒ 0 = v2 + 2 (–µ g) d Se o coeficiente de atrito estático entre a corrente e a mesa for μ,
0 0
qual é a fração mínima do comprimento da corrente que deve ser
v2
0 mantida sobre a mesa para que a corrente não escorregue?
d=
2 µ g
Resolução:
v0 2
v Admitamos a corrente na iminência de escorregar. Nesse caso, a
0
Respostas: a) ; b) força de atrito recebida pelo trecho apoiado na mesa é igual à força
µ g 2 µ g
de atrito de destaque.

13. Tópico 2 – Atrito entre sólidos 159
Fat x 40 Na figura seguinte, a superfície S é horizontal, a intensidade de
F é 40 N, o coeficiente de atrito de arrastamento entre o bloco A e a
superfície S vale 0,50 e g = 10 m/s2.
B a
g 2,0 kg
p
A
3,0 kg F
Fat = Fat S
d
Fat = μ Fn (I)
Sob a ação da força F , o sistema é acelerado horizontalmente e, nessas
Sejam L o comprimento da corrente, M a sua massa total e m a massa condições, o bloco B apresenta-se na iminência de escorregar em rela-
do comprimento (L – x) pendente na vertical. ção ao bloco A. Desprezando a influência do ar:
Analisando o equilíbrio da corrente, temos: a) determine o módulo da aceleração do sistema;
Fat = p ⇒ Fat = m g (II) b) calcule o coeficiente do atrito estático entre os blocos A e B.
Fn = Ptotal – p ⇒ Fn = (M – m) g (III)
Resolução:
Substituindo (II) e (III) em (I), vem: a) 2a Lei de Newton para o conjunto A + B:
m g = μ (M – m) g ⇒ m = μ (IV) F – Fat = (mA +mB) a
AB
M–m F – μAS (mA + mB) g = (mA + mB) a
Como a corrente é suposta homogênea, sua densidade linear ρ é
constante, isto é, a relação entre a massa considerada e o respectivo 40 – 0,50 5,0 10 = 5,0 a ⇒ a = 4,0 cm
comprimento é sempre a mesma.
m =ρe M–m =ρ b) 2a Lei de Newton para o bloco B:
L–x x a
Donde:
m = M–m ⇒ m =L–x (V) B Fa
L–x x M–m x AB
Comparando (IV) e (V), segue que: Fat = mB a
AB
L–x=μ ⇒ L–x=μx μAB mB g = mB a μAB 10 = 3,0
x
x= 1 μAB = 0,30
L = (μ + 1) x ⇒
L μ+1
Respostas: a) 3,0 m/s2 ; b) 0,30
Observe que a fração x é a menor possível (mínima), já que a corren-
L
te está na iminência de escorregar. 41 Um pequeno bloco é lançado para baixo ao longo de um pla-
no com inclinação de um ângulo θ com a horizontal, passando a
39 (UFF-RJ) Um pano de prato retangular, com 60 cm de comprimento descer com velocidade constante.
e constituição homogênea, está em repouso sobre uma mesa, parte sobre
sua superfície, horizontal e fina, e parte pendente, como mostra a figura.
Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático entre a superfície da mesa
e o pano é igual a 0,50 e que o pano está na iminência de deslizar, pode-se g
afirmar que o comprimento ᐉ da parte sobre a mesa é: θ
a) 40 cm. b) 45 cm. c) 50 cm. d) 55 cm. e) 58 cm.
Sendo g o módulo da aceleração da gravidade e desprezando a in-
ᐉ fluência do ar, analise as proposições seguintes:
I. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano de apoio
depende da área de contato entre as superfícies atritantes.
II. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano de apoio é
proporcional a g.
III. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano de apoio
Resolução: vale tg θ.
Pano de prato em escorregamento iminente: IV. A força de reação do plano de apoio sobre o bloco é vertical e diri-
Ppendente = Fat ⇒ mpendente g = µe (mtotal – mpendente) g gida para cima.
d Responda mediante o código:
k (L – ᐉ) = µe k [L – (L – ᐉ)] ⇒ L – ᐉ = µe ᐉ a) Somente I e III são corretas.
60 – ᐉ = 0,50ᐉ ⇒ ᐉ = 40 cm b) Somente II e IV são corretas.
c) Somente III e IV são corretas.
d) Somente III é correta.
Resposta: a
e) Todas são incorretas.

14. 160 PARTE II – DINÂMICA
Resolução: Resolução:
(III) Correta. 2a Lei de Newton para o bloco:
Fat = PI ⇒ μc m g cos ␪ = m g sen ␪ F – Pt – Fat = m a
c c
F – m g sen θ – µc m g cos θ = m a
μc = tg ␪
6,0 8,0
50 – 5,0 10 – 0,40 5,0 10 = 5,0 a
(IV) Correta. 10 10
C a = 0,80 m/s2
U
MR Resposta: 0,80 m/s2
θ P
Se o bloco desce o plano inclinado com velocidade constante 44 Na situação esquematizada na figura, o fio e a polia são ideais;
(MRU), a resultante das forças sobre ele deve ser nula. Por isso, a despreza-se o efeito do ar e adota-se g = 10 m/s2.
força de contato aplicada pelo plano inclinado ( C ) deve equili- sen θ = 0,60
brar a força peso ( P ). cos θ = 0,80
C +P =0 ⇒C =–P
É importante notar que C = Fn + Fat g
C B
A
Fn
F at θ
Sabendo que os blocos A e B têm massas iguais a 5,0 kg e que os coefi-
θ cientes de atrito estático e cinético entre B e o plano de apoio valem,
respectivamente, 0,45 e 0,40, determine:
Resposta: c a) o módulo da aceleração dos blocos;
b) a intensidade da força de tração no fio.
42 A situação representada na figura refere-se a um bloco que, Resolução:
abandonado em repouso no ponto A, desce o plano inclinado com a) (I) Cálculo da intensidade da componente tangencial do peso em B:
aceleração de 2,0 m/s2, indo atingir o ponto B. Pt = mB g sen θ
B
Sabendo-se que, no local, |g | = 10 m/s2 e a influência do ar é desprezí- Pt = 5,0 · 10 · 0,60 (N)
B
vel, pede-se calcular o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o
plano de apoio. Pt = 30 N
A a B
g (II) Cálculo da intensidade da força de atrito de destaque entre B e
3,0 m o plano inclinado:
Resolução: Fat = µe mB g cos θ
2a Lei de Newton: B
d
Pt – Fat = m a Fat = 0,45 · 5,0 · 10 · 0,80 (N)
d
c
4,0 m
m g sen θ – µc m g cos θ = m a Fat = 18 N
d
3,0 4,0
10 · – µ 10 · = 2,0
5,0 c 5,0 Como PA = 50 N supera a soma Pt + Fat = 48 N, os blocos entram
e d
µc = 0,50 em movimento, com B subindo ao longo do plano inclinado.
(III) Cálculo da intensidade da força de atrito cinético entre B e o
plano inclinado:
Resposta: 0,50 Fat = µc mB g cos θ
c
Fat = 0,40 · 5,0 · 10 · 0,80 (N)
43 (Puccamp-SP – mod.) Um bloco de massa 5,0 kg é arrastado para c
cima, ao longo de um plano inclinado, por uma força F , constante, parale- Fat = 16 N
c
la ao plano e de intensidade 50 N, como representa a figura abaixo. a
(IV) 2 Lei de Newton para o conjunto A + B:
F PA – Pt – Fat = (mA + mB) a
B c
50 – 30 – 16 = 10 a
6,0 m
a = 0,40 m/s2
θ b) 2a Lei de Newton para o bloco A:
8,0 m
PA – T = mA a ⇒ 50 – T = 5,0 0,40
T = 48 N
Sabendo que o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o plano
vale 0,40 e que a aceleração da gravidade tem módulo g = 10 m/s2,
Respostas: a) 0,40 m/s2; b) 48 N
calcule a intensidade da aceleração do bloco.

15. Tópico 2 – Atrito entre sólidos 161
45 Um cubo 1, de aço e de aresta a, acha-se apoiado sobre um piso Resolução:
de madeira plano, horizontal e que lhe oferece atrito. Nessas condi- As componentes de F1 e F2 perpendiculares à direção do movimento
ções, a força horizontal que o deixa na iminência de se movimentar equilibram-se; logo:
tem intensidade F1. Substitui-se, então, o cubo 1 por um cubo 2, de Fat = 2 F sen 30°
c
mesmo material, porém de aresta 2a. A força que coloca o cubo 2 na µc m g = 2 F 0,50
iminência de se movimentar tem intensidade F2. Analise as proposi- 6,0
µc = F ⇒ µc =
ções seguintes: m g 1,2 · 10
I. O coeficiente de atrito estático é o mesmo para os dois cubos. µc = 0,50
II. F2 = F1, pois a força de atrito máxima independe da área de contato
entre as superfícies atritantes.
III. F2 = 8F1, pois o cubo 2 é oito vezes mais pesado que o cubo 1. Resposta: c
Aponte a alternativa correta:
a) Somente I é verdadeira. d) Somente I e II são verdadeiras. 47 Um carro especial projetado para arrancadas de alta perfor-
b) Somente II é verdadeira. e) Somente I e III são verdadeiras. mance (drag racing) tem tração nas rodas traseiras de modo que elas
c) Somente III é verdadeira. comprimem a pista de provas – plana, reta e horizontal – com uma
força equivalente a 2 do peso total do veículo. No local, a aceleração
Resolução: 3
(1) Verdadeira. da gravidade tem intensidade g e a resistência do ar pode ser ignorada.
Mesmos materiais. Supondo que os coeficientes de atrito estático e cinético entre as rodas
traseiras e a pista valham μe e μc, respectivamente, e admitindo despre-
(2) Falsa. zíveis os atritos nas rodas não-motrizes, determine:
F = Fat ⇒ F = µe m g (I) a) o módulo da máxima aceleração possível para o carro;
d
Sendo d a densidade do aço, tem-se: b) o mínimo intervalo de tempo para o veículo percorrer, a partir do re-
pouso, uma distância d com aceleração de intensidade constante.
d = m = m ⇒ m = d a3 (II)
V a3
Substituindo (II) em (I), temos: Resolução:
a) A aceleração terá módulo máximo quando as rodas motrizes fica-
F = µe d g a3 rem na iminência de deslizar. Nesse caso, a força motriz será a for-
F1 = µe d g a3 ça de atrito de destaque:
F2 = µe d g (2 · a)3 ⇒ F2 = 8 µe d · g a3
amáx
F2 = 8 · F1 Fn
(3) Verdadeira.
P1 = m1 g = d a3 g Fat
d
P2 = m2 g = d (2 · a)3 g
P2 = 8 d a3 g 2a Lei de Newton:
Logo: Fat = m amáx
d
µe Fn = m amáx ⇒ µe 2 m g = m amáx
P2 = 8 P1 3
amáx = 2 µe g
Resposta: e 3
amáx 2 2 d
46 (Unesp-SP) A figura mostra um tijolo de 1,2 kg sendo arrasta- b) MUV: d = t ⇒ tmín =
2 mín amáx
do com velocidade constante por duas forças constantes de módulos
iguais a 6,0 N cada, paralelas ao plano horizontal. tmín = 2 d ⇒ tmín = 3 d
Dados: g = 10 m/s2; sen 30° = cos 60° = 0,50; sen 60° = cos 30° = 0,87. 2 µ g µe g
3 e
Respostas: a) 2 µe g; b) 3 d
3 µe g
30°
48 (Fuvest-SP) Você empurra um livro sobre uma mesa horizontal,
F1 30° comunicando-lhe certa velocidade inicial. Você observa que, depois de
abandonado, o livro desliza aproximadamente 1 metro sobre a mesa,
F2 até parar. Se a massa do livro fosse o dobro e se você o empurrasse,
comunicando-lhe a mesma velocidade inicial, ele deslizaria, até parar,
O valor do coeficiente de atrito cinético entre o corpo e o piso sobre o aproximadamente:
qual ele é arrastado é: a) 0,25 m. c) 1 m. e) 2 m.
a) 0,05. b) 0,08. c) 0,50. d) 0,80. e) 0,96. b) 0,5 m. d) 1,4 m.

16. 162 PARTE II – DINÂMICA
Resolução: 51 (Vunesp-SP) Na figura, o bloco I repousa sobre o bloco II, sendo
2a Lei de Newton: que I está preso por uma corda a uma parede. mI = 3,0 kg e mII = 6,0 kg.
F = Fat ⇒ m a = µc m g O coeficiente de atrito cinético entre I e II é 0,10 e entre II e o plano é 0,20.
c
a = µc g Qual deve ser a força
F que, aplicada em
A aceleração de retardamento independe da massa; por isso, o livro II, desloca esse bloco
com o dobro da massa também deslizará 1 m até parar. com aceleração de I
2 2
2,0 m/s ? (g = 10 m/s )
Resposta: c a) 15 N.
F
b) 27 N. II
c) 30 N.
Este enunciado se refere aos exercícios 49 e 50. d) 33 N.
F e) 40 N.
Resolução:
2a Lei de Newton para o Bloco II Fat
l
O bloco da figura pesa 8,0 N e está em repouso, apoiado sobre um F a
ll
plano horizontal que lhe oferece um coeficiente de atrito estático de F – Fat – Fat = mII a
valor 0,80. I II
F – µI mI g – µ2 (mI + mII) g = mII a Fat
Aplica-se, então, sobre ele uma força horizontal F , de intensidade 6,0 N. ll
F – 0,10 · 3,0 · 10 – 0,20 · 9,0 · 10 = 6,0 · 2,0
49 O vetor que melhor representa a força exercida pelo bloco so- F = 33 N
bre o plano de apoio é:
a) b) c) d) e) Resposta: d
52 (ITA-SP) A f igura abaixo representa três blocos de massas
M1 = 1,00 kg, M2 = 2,50 kg e M3 = 0,50 kg respectivamente. Entre os
Resolução: blocos e o piso que os apóia existe atrito, cujos coeficientes cinético
A força de contato que o bloco exerce no plano de apoio (C ) é a soma e estático são, respectivamente, 0,10 e 0,15; a aceleração da gravi-
vetorial da força de atrito (Fat ) com a força normal de compressão (Fn ). dade vale 10,0 m/s2.
Fat
C F
Fn
1 2 3
Se ao bloco 1 for aplicada uma força F horizontal de 10,0 N, qual será a
C = Fat + Fn
intensidade da força que o bloco 2 exercerá no bloco 3?
Resposta: d
Resolução:
O atrito de destaque no sistema é dado por:
50 A intensidade da força referida no exercício anterior é: Fat = µe (m1 + m2 + m3) g
d
a) 6,0 N. c) 8,0 N. e) 14 N. Fat = 0,15 · 4,00 · 10,0 = 6,00 N
d
b) 6,4 N. d) 10 N. Como F Ͼ Fat, o sistema entra em movimento e o atrito torna-se cinético.
Fat = µc (m1 + m2 + m3) g
Resolução: c
Fat = µe Fn = µe P Fat = 0,10 · 4,00 · 10,0 = 4,00 N
c
d
Blocos (1 + 2 + 3)
Fat = 0,80 · 8,0 (N) ⇒ Fat = 6,4 N F – Fat = (m1 + m2 + m3) a
d d
c
10,0 – 4,00 = 4,00 a ⇒ a = 1,50 m/s2
Como F Ͻ Fat (6,0 N Ͻ 6,4 N), o bloco permanece em repouso e a força
d Bloco (3)
de atrito estático trocada entre ele e o solo tem intensidade igual a
6,0 N. F2, 3 – Fat = m3 a
3c
Teorema de Pitágoras: F2, 3 – µc m3 g = m3 a
C2 = F2 + F2 ⇒ C2 = (6,0)2 + (8,0)2
at n
F2, 3 – 0,10 · 0,50 · 10,0 = 0,50 · 1,50
C = 10 N F2, 3 = 1,25 N
Resposta: d Resposta: 1,25 N

17. Tópico 2 – Atrito entre sólidos 163
53 (UFRN) Seu Alfredo limpa uma parede vertical com um escovão, 54 Na situação da figura a seguir, os corpos A e B têm massas M
como mostra a figura abaixo. Ele empurra o escovão contra a parede e m, respectivamente, estando B simplesmente encostado em uma
de tal modo que o escovão desliza sobre ela, realizando um movimen- parede vertical de A. O sistema movimenta-se horizontalmente sob a
to vertical, de baixo para cima, com velocidade constante. A força F ação da força F , paralela ao plano de apoio, sem que B escorregue em
aplicada por Seu Alfredo sobre o escovão tem a mesma direção do relação a A. O efeito do ar é desprezível, não há atrito entre A e o solo e
cabo do utensílio, que, durante todo o movimento, forma um ângulo no local a aceleração da gravidade vale g.
constante θ com a parede.
A
Considere que o cabo tenha massa desprezível em comparação com a F B
massa m do escovão. O coeficiente de atrito cinético entre o escovão e
a parede é μc e a aceleração da gravidade tem módulo g.
Escovão Sendo μ o coeficiente de atrito estático entre B e A, analise as propo-
sições seguintes:
Cabo do escovão I. A situação proposta só é possível se o sistema estiver, necessaria-
θ mente, em alta velocidade.
II. Para que B não escorregue em relação a A, a aceleração do sistema
deve ser maior ou igual a μ g.
Seu Alfredo III. Se B estiver na iminência de escorregar em relação a A, a intensi-
Parede
dade de F será (M + m) g/μ.
Responda mediante o código:
a) Se somente I e II forem corretas.
b) Se somente I e III forem corretas.
a) Faça um desenho mostrando as forças que atuam sobre o escovão. c) Se somente II e III forem corretas.
b) Deduza a expressão para o módulo da força F em função de m, g, d) Se somente II for correta.
µc, sen θ e cos θ. e) Se somente III for correta.
Resolução: Resolução:
a) (I) Incorreta.
Fat
Fn a
Fn
B
Fat
P mg
F
(II) Incorreta.
θ 2a Lei de Newton:
Fn = m a
Se o escovão realiza movimento retilíneo e uniforme, temos: Fat = m g
m g р µ Fn
F + P + Fat + Fn = O Fat р µ Fn
g
b) (I) Cálculo da intensidade de Fn : m·gрµ m a ⇒ aу
µ
Fn = Fx ⇒ Fn = F sen θ (III) Correta. Blocos (A + B): Fmín = (M + m) amín
(II) Escovão em MRU: Fy = P + Fat (M + m)
Fmín = g
F cos θ = P + µC Fn µ
F cos θ = m g + µC F sen θ
Resposta: e
F (cos θ – µC sen θ) = m g
m g 55 Um elevador é acelerado verticalmente para cima com 6,0 m/s2,
F=
cos θ – µC sen θ num local em que |g | = 10 m/s2. Sobre o seu piso horizontal, é lançado
um bloco, sendo-lhe comunicada uma
Respostas: a) Fn velocidade inicial de 2,0 m/s. O bloco
é freado pela força de atrito exercida
Fat
F P pelo piso até parar em relação ao ele-
vador. Sabendo que o coeficiente de
g
θ atrito cinético entre as superfícies atri- a
m g tantes vale 0,25, calcule, em relação ao
b) F = elevador, a distância percorrida pelo
cos θ – µC sen θ
bloco até parar.

18. 164 PARTE II – DINÂMICA
Resolução: Dados: sen 53° = 0,80;
(I) A gravidade aparente no interior do elevador é gap, dada por: cos 53° = 0,60.
gap = g + a
gap = 10 + 6,0 ⇒ gap = 16 m/s2
(II) Cálculo da aceleração escalar:
Fat = m a’ ⇒ µC m gap = m a’
a’ = 0,25 · 16 ⇒ a’ = 4,0 m/s2
F
α = –a’ ⇒ α = –4,0 m/s2
53°
(III) Cálculo da distância percorrida:
v2 = v2 + 2 α Δs
0
0 = (2,0)2 + 2 (–4,0) Δs
Sabendo que os coeficientes de atrito estático e dinâmico entre o corpo e
Δs = 0,50 m = 50 cm a superfície de apoio valem 0,30 e 0,20, respectivamente, determine:
a) a intensidade da força de atrito que atua no corpo quando F = 160 N;
Resposta: 50 cm b) o módulo da aceleração do corpo quando F = 100 N.
Resolução:
56 Um bloco pesando 100 N deve permanecer em repouso sobre
a) Pt = m g sen 53° ⇒ Pt = 20 · 10 · 0,80 (N) ⇒ Pt = 160 N
um plano inclinado, que faz com a horizontal um ângulo de 53°. Para
tanto, aplica-se ao bloco a força F , representada na figura, paralela à
rampa.
Bloco em
repouso
F
F
Pt 53°
53°
Sendo F = Pt = 160 N, o corpo não manifesta nenhuma tendência de
Sendo μe = 0,50 o coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano, escorregamento. Logo:
que valores são admissíveis para F , tais que a condição do problema Fat = 0
seja satisfeita? Dados: sen 53° = 0,80; cos 53° = 0,60.
b) Fat = µe Fn = µe m g cos 53°
Resolução: d
Os valores limítrofes permitidos para F estão condicionados ao movi- Fat = 0,30 · 20 · 10 · 0,60 (N) ⇒ Fat = 36 N
d d
mento iminente do bloco, ou seja:
Fat = µC Fn = µC m g cos 53°
C
(I) Se F tem intensidade máxima, o bloco tende a subir o plano e a Fat = 0,20 · 20 · 10 · 0,60 (N) ⇒ Fat = 24 N
força de atrito tem sentido para baixo. Assim: C C
Fmáx = P sen 53° + Fat ⇒ Fmáx = P sen 53° + µe P cos 53° O corpo terá aceleração dirigida rampa abaixo, já que Pt Ͼ F + Fat
d d
Fmáx = 100 · 0,80 + 0,50 · 100 · 0,60 (N) (160 N Ͼ 100 N + 36 N). Durante o escorregamento o atrito será do
tipo cinético:
Fmáx = 110 N
(II) Se F tem intensidade mínima, o bloco tende a deslocar-se para bai- a
xo, sendo ascendente ao plano o sentido da força de atrito. Assim: Fat
c
Fmín + Fat = P sen 53°
d Pt
Fmín = P sen 53° – µe P cos 53°
F
Fmín = 100 · 0,80 – 0,50 · 100 · 0,60
53°
Fmín = 50 N
Portanto, os valores de F são tais que: 2a Lei de Newton:
50 N р F р 110 N
Pt – F – Fat = m a
C
Resposta: 50 N р F р 110 N 160 – 100 – 24 = 20 a
36 = 20 a
57 Um corpo de massa 20 kg é colocado em um plano inclinado a = 1,8 m/s2
de 53° sendo-lhe aplicada uma força F paralela ao plano, conforme re-
presenta a figura. No local, a influência do ar é desprezível e adota-se Respostas: a) Intensidade nula; b) 1,8 m/s2
g = 10 m/s2.

19. Tópico 2 – Atrito entre sólidos 165
58 (ITA-SP) Na figura seguinte, os dois blocos A e B têm massas (II) Cálculo da velocidade de chegada do bloco à base do plano in-
iguais. São desprezíveis as massas dos fios e da polia e esta pode gi- clinado:
rar sem atrito. O menor valor do coeficiente de atrito estático entre o v = v0 + α t ⇒ v = 5,0 · 2,0 (m/s)
plano inclinado de α em relação à horizontal e o bloco B, para que o v = 10 m/s
sistema não escorregue, é:
(III) Cálculo da intensidade da aceleração no plano horizontal:
F = Fat ⇒ m a’ = µC m g ⇒ a’ = µC g
C
a’ = 0,20 · 10 (m/s2) ⇒ a’ = 2,0 m/s2
A B
(IV) Cálculo da duração do movimento no plano horizontal:
α
v’ = v + α’ t’ ⇒ 0 = 10 – 2,0 t’
t’ = 5,0 s
a) 1 – sen α. d) cotg α.
cos α (V) Cálculo da duração total do movimento:
b) 1 – cos α . e) 1 . Δt = t + t’ ⇒ Δt = 2,0 + 5,0 (s) ⇒ Δt = 7,0 s
sen α sen α
c) tg α.
b) No plano inclinado: Δs = v0 t + α t2
2
Resolução: 5,0
Δs = (2,0) ⇒ Δs = 10 m
2
mg 2
No plano horizontal: Δs’ = v t’ + α’ t’2
Fat B 2
mg sen α 2,0
Δs’ = 10 · 5,0 – (5,0)2 ⇒ Δs’ = 25 m
2
Respostas: a) 7,0 s; b) 10 m e 25 m
Equilíbrio de B:
Fat = m g – m g sen α (I)
60 (Faap-SP) Qual é a força horizontal capaz de tornar iminente o
Fat р µ Fn ⇒ Fat р µ m g cos α (II)
deslizamento do cilindro, de 50 kgf de peso, ao longo do apoio em V,
Substituindo (I) em (II), temos: mostrado na figura? O coeficiente de atrito estático entre o cilindro e o
m g – m g sen α р µ m g cos α apoio vale 0,25.
µ у 1 – sen α ⇒ µmín = 1 – sen α
cos α cos α
Resposta: a 30° 30°
59 Um corpo de massa 10 kg parte do repouso do alto de um
plano inclinado de um ângulo θ = 30°, conforme representa a figura,
escorregando sem sofrer a ação de atritos ou da resistência do ar até
atingir um plano horizontal áspero, de coeficiente de atrito cinético
μc = 0,20. Sabendo que o corpo gasta 2,0 s para descer o plano inclina-
do e que |g | = 10 m/s2, determine: Resolução:
Superfície lisa Esquema de forças:
g
30° F 30°
Superfície áspera
Fat Fat
θ = 30° 1 2
Fn Fn
1
2
a) a duração total do movimento;
b) as distâncias percorridas pelo corpo no plano inclinado e no plano
horizontal.
P
Resolução:
a) (I) Cálculo da intensidade da aceleração no plano inclinado: Devido à simetria: |Fn | = |Fn | = Fn
1 2
a = g sen 30° ⇒ a = 10 · 0,5 (m/s2) Equilíbrio na vertical: 2Fn cos 60° = P
a = 5,0 m/s2 2Fn 1 = 50 ⇒ Fn = 50 kgf
2

20. 166 PARTE II – DINÂMICA
Equilíbrio na horizontal: F = Fat + Fat Qual a máxima intensidade da força horizontal F aplicada na extre-
1 2
Supondo o cilindro na iminência de deslizar, temos: midade livre do fio que faz o sistema ser acelerado sem que o bloco
Fmín = µ Fn + µ Fn = 2 µ Fn escorregue em relação à mesa?
Fmín = 2,0 · 0,25 · 50 (kgf) ⇒ Fmín = 25 kgf Resolução:
a
F
Resposta: 25 kgf Fat
F
61 O esquema representa, visto de cima, uma caixa de CDs Fat
de computador apoiada sobre uma mesa plana e horizontal sub- F
a
metida à ação conjunta de três forças horizontais, F1 , F2 e F3 (não
representada), de intensidades respectivamente iguais a 1,0 N, F
F
4,0 N e 2,7 N.
F1 F2 Fat р µe mB g (I)
2a Lei de Newton para a mesa:
Fres = Fat ⇒ mM a = Fat (II)
Supondo que a caixa se mantenha em repouso, determine o intervalo Substituindo (II) em (I): mM a р µe mB g
de valores possíveis para a força de atrito estático que atua sobre ela.
15 a р 0,60 · 10 · 10
Resolução: a р 4,0 m/s2 ⇒ amáx = 4,0 m/s2
A força de atrito estático deve equilibrar a resultante R dada pela
soma F1 + F2 + F3 . 2a Lei de Newton para o bloco:
Fmáx – Fat = mB amáx
1o caso: |R | é máximo e |Fat | é máximo. d
F1 F2
Fmáx – 0,60 · 10 · 10 = 10 · 4,0
Fmáx = 100 N
Fat F3
máx
Rmáx = F2 + F3 – F1 Resposta: 100 N
Rmáx = 4,0 + 2,7 – 1,0
63 (Olimpíada Brasileira de Física) Na figura a seguir, um bloco de
Rmáx = 5,7 N ⇒ Fat = 5,7 N
máx massa M = 2,0 kg e comprimento L = 1,0 m encontra-se inicialmente
em repouso sobre uma superfície horizontal sem atrito. Sobre tal blo-
2o caso: |R | é mínimo e |Fat | é mínimo. co, é colocado um outro, de massa m = 1,0 kg, cujo comprimento é
F1 muito menor que L, de modo que este possa ser considerado um pon-
F2 to material. Sabe-se que existe atrito entre os blocos, com coeficientes
F3 estático e cinético μe = 0,60 e μc = 0,50.
m
Fat
máx
F
Rmín = F2 – F1 – F3 M
Rmín = 4,0 – 1,0 – 2,7 (N) L
Rmín = 0,30 N ⇒ Fat = 0,30 N Considere que seja aplicada no bloco de massa M uma força horizontal
mín
Logo: constante F . Sendo g = 10,0 m/s2, determine:
0,30 N р Fat р 5,7 N a) a máxima intensidade de F de modo a não ocorrer deslizamento
entre os blocos;
Resposta: 0,30 N р Fat р 5,7 N b) o intervalo de tempo gasto pelo bloco de massa m para perder o
contato com o bloco M, no caso em que F = 19,0 N.
62 Na situação esquematizada, o fio e as polias são ideais e inexiste Resolução:
atrito entre os pés da mesa (massa da mesa igual a 15 kg) e a superfície m
horizontal de apoio. O coeficiente de atrito estático entre o bloco (mas-
sa do bloco igual a 10 kg) e o tampo da mesa vale 0,60 e, no local, a
adota-se g = 10 m/s2.
Fat
a) (I) Cálculo de amáx:
2a Lei de Newton para o bloco de massa m:
F
fat = m a
O atrito deve ser do tipo estático:
fat р µe Fn ⇒ m a р µe m g

21. Tópico 2 – Atrito entre sólidos 167
a р µe g ⇒ amáx = µe g Considerando Δx = r (deslocamento máximo), com aM = µ · g, temos:
amáx = 0,60 · 10 (m/s ) ⇒2
amáx = 6,0 m/s 2 µ g 2
r= t (I)
2
(II) Cálculo de Fmáx: MUV do cartão:
2a Lei de Newton para o conjunto M + m: a
Fmáx = (M + m) amáx Δx’ = C t2
2
Fmáx = (2,0 + 1,0) 6,0 (N) ⇒ Fmáx = 18,0 N a
R + r = C t2 (II)
2
b) (I) Aceleração de m:
Dividindo-se (II) por (I), vem:
Fat = m a1 ⇒ µC m g = m a1 ⇒ a1 = µC g
R+r = aC 2
t
a1 = 0,50 · 10,0 (m/s2) ⇒ a1 = 5,0 m/s2 r 2
(II) Aceleração em M: µ g 2
t
F – fat = M a2 ⇒ F – µC m g + M a2 2
Da qual:
19,0 – 0,50 · 1,0 · 10,0 = 2,0 a2 ⇒ a2 = 7,0 m/s2 (R + r)
aC = µ g
(III) Aceleração relativa entre m e M: r
arel = a2 – a1 ⇒ arel = 7,0 – 5,0 (m/s2)
(R + r)
Resposta: aC = µ g
arel = 2,0 m/s2 r
arel 2
(IV) MUV relativo: L = t
2 65 Considere três blocos A, B e C de mesma massa M = 5,0 kg em
2,0 2 uma mesa horizontal e unidos por fios ideais (1) e (2) que se rompem
1,0 = t ⇒ t = 1,0 s
2 quando a intensidade da força de tração atinge o valor de 20 N.
fio (2) fio (1)
Respostas: a) 18,0 N; b) 1,0 s
F
C B A
64 (Olimpíada Brasileira de Física) A boca de um copo é coberta
com um cartão circular, e sobre o cartão coloca-se uma moeda (vide fi-
gura a seguir). Os centros do cartão e da moeda são coincidentes com Os coeficientes de atrito entre os blocos A, B e C e a mesa são iguais a
o centro da boca do copo. Considere como dados deste problema: o μA = 0,30, μB = 0,20 e μC= 0,10. Adota-se g = 10 m/s2.
raio do cartão, R, o raio da boca do copo, r, o coeficiente de atrito entre Aplicamos ao bloco A uma força horizontal F cuja intensidade vai au-
a moeda e o cartão, μ, e o módulo g da aceleração da gravidade. O raio mentando lentamente.
da moeda pode ser desprezado. Qual o mínimo valor de F que provoca a ruptura de um dos fios?
R r Resolução:
cartão
copo
(I) Cálculo das intensidades das forças de atrito.
R Fat = µA mA g ⇒ Fat = 0,30 · 5,0 · 10 = 15 N
Fat = µB mB g ⇒ Fat = 0,20 · 5,0 · 10 = 10 N
A A
r
Fat = µC mC g ⇒ Fat = 0,10 · 5,0 · 10 = 5,0 N
B B
moeda
C C
(II) Pelo fato de o fio (1) ser o responsável pelo arrastamento de dois
Move-se o cartão horizontalmente, em trajetória retilínea e com ace- blocos (B e C), ele opera sob maior tração que o fio (2), que arrasta
leração constante. Determine o valor da menor aceleração do cartão, apenas um bloco (C). Por isso, consideraremos a tração máxima de
aC, para que a moeda ainda caia dentro do copo quando o cartão for 20 N aplicada no fio (1).
retirado por completo. Como T1 Ͼ Fat + Fat (20 N Ͼ 10 N + 5,0 N), o sistema adquire movi-
B C
mento acelerado no sentido de F .
Resolução: (III) Cálculo da intensidade da aceleração do sistema.
R r R r 2a Lei de Newton para o conjunto B + C:
T1 – (Fat + Fat ) = (mB + mC) a
B C
20 – (10 + 5,0) = (5,0 + 5,0) a
a = 0,50 m/s2
Situação inicial Situação final
(IV) Cálculo da intensidade de F.
(I) 2a Lei de Newton para a moeda: 2a Lei de Newton para o conjunto A + B + C:
Fat = m aM ⇒ µ m g = m aM F – (Fat + Fat + Fat ) = (mA + mB + mC) a
A B C
F – (15 + 10 + 5,0) = (5,0 + 5,0 + 5,0) · 0,50
aM = µ g
F = 37,5 N
MUV da moeda:
a
Δx = M t2 Resposta: 37,5 N
2

22. 168 PARTE II – DINÂMICA
66 Na figura, os blocos A e B são iguais, apresentando peso de 67 Um bloco de massa m = 4,0 kg é empurrado, ao longo
intensidade igual a 100 N cada um. Os coeficientes de atrito estático do teto horizontal, por uma força constante F , de intensidade
entre A e B e entre B e a superfície do plano inclinado têm o mesmo F = 100 N e com inclinação de 37° em relação à vertical, como sugere
valor: μ. a figura.
Dados: sen θ = 0,60; cos θ = 0,80.
A F
B g
37°
θ
O bloco tem uma aceleração horizontal constante de módulo igual
a 7,0 m/s2.
Sabendo que os blocos estão em equilíbrio, com B na iminência de Despreze o efeito do ar e considere os seguintes dados:
escorregar, calcule: g = 10 m/s2, sen 37° = 0,60 e cos 37° = 0,80.
a) o valor de μ; O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e o teto é igual a:
b) a intensidade da força de tração no fio. a) 0,10. b) 0,30. c) 0,50. d) 0,60. e) 0,80.
Resolução: Resolução:
Como os blocos são iguais, a compressão normal de B contra o plano Fx = F sen 37° = 100 · 0,60 = 60 N
inclinado é duas vezes mais intensa que a compressão normal de A Fy = F cos 37° = 100 · 0,80 = 80 N
contra B. Por isso, sendo µ o coeficiente de atrito estático entre A e B e
também entre B e a superfície de apoio, podemos concluir que a força Fn
Fat
de atrito de destaque entre B e o plano inclinado é duas vezes mais
intensa do que entre A e B. Fx a
a) Pt = P sen θ ⇒ Pt = 100 · 0,60 = 60 N
Pn = P cos θ ⇒ PN = 100 · 0,80 = 80 N P
F 37°
T
Fy
Pt A
Fat
Fat Equilíbrio na vertical:
B 2Fat
Fn + P = Fy ⇒ Fn + 4,0 · 10 = 80
Pt
Fn = 40 N
(I) Equilíbrio de B:
3Fat = Pt ⇒ 3Fat = 60
2a Lei de Newton na horizontal:
Fat = 20 N Fx – Fat = m · a ⇒ Fx – µ FN = m a
(II) Fat = µ Fn ⇒ Fat = µ Pn 60 – µ 40 = 4,0 · 7,0 ⇒ µ = 0,80
20 = µ 80 ⇒ µ = 0,25
Resposta: e
b) Equilíbrio em A:
T = Pt + Fat ⇒ T = 60 + 20 (N)
T = 80 N
Respostas: a) 0,25; b) 80 N