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Física 1ª série Prova

Força de atrito e plano inclinado

Prova com 11 questões sobre atrito estático e cinético, plano inclinado com e sem atrito, aderência de pneus em diferentes pisos e força necessária em rampas.

  • 11 questões
  • cerca de 70 minutos
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Física, 1ª série: Força de atrito e plano inclinado

  1. Uma caixa de 20 kg está em repouso sobre um piso horizontal. Os coeficientes de atrito entre a caixa e o piso são μe = 0,50 (estático) e μc = 0,40 (cinético). Uma pessoa empurra a caixa com uma força horizontal de 80 N (g = 10 m/s2). Nessa situação, a caixa

    1. permanece parada, e o atrito sobre ela vale 100 N
    2. move-se com aceleração de 4,0 m/s2
    3. permanece parada, e o atrito sobre ela vale 80 N
    4. move-se com velocidade constante
    5. permanece parada, e o atrito sobre ela é nulo

  2. Uma caixa de 20 kg, inicialmente em repouso sobre um piso horizontal, tem coeficientes de atrito μe = 0,50 e μc = 0,40 com o piso (g = 10 m/s2). Ela passa a ser empurrada com uma força horizontal de 120 N. A aceleração adquirida pela caixa é

    1. 1,0 m/s2
    2. 6,0 m/s2
    3. 4,0 m/s2
    4. 2,0 m/s2
    5. 0,50 m/s2

  3. Um bloco é solto em um plano inclinado de 30° com a horizontal, sem atrito (sen 30° = 0,50; cos 30° = 0,87; g = 10 m/s2). A aceleração do bloco ao longo do plano é

    1. 8,7 m/s2
    2. 10 m/s2
    3. 5,0 m/s2
    4. 2,5 m/s2
    5. zero

  4. Um bloco de 4,0 kg está em repouso sobre uma rampa de 30°, como mostra a figura (sen 30° = 0,50; cos 30° = 0,87; g = 10 m/s2).

    Bloco de 4,0 kg em repouso sobre uma rampa que forma um ângulo de 30° com a horizontal.

    A força de atrito que a rampa exerce sobre o bloco tem módulo

    1. 40 N
    2. 34,8 N
    3. zero
    4. 20 N
    5. 17,4 N

  5. Uma caixa está apoiada em uma rampa inclinada de 37° com a horizontal (sen 37° = 0,60; cos 37° = 0,80). O menor coeficiente de atrito estático entre a caixa e a rampa que impede a caixa de deslizar é

    1. 0,60
    2. 0,75
    3. 0,80
    4. 1,33
    5. 0,48

  6. A tabela, simplificada, mostra valores típicos aproximados do coeficiente de atrito entre pneus de borracha e diferentes pisos.

    PisoCoeficiente de atrito
    Asfalto seco0,8
    Asfalto molhado0,5
    Gelo0,1

    Um carro a 20 m/s freia com as rodas no limite da aderência, de modo que a desaceleração máxima vale a = μg (g = 10 m/s2). Em asfalto molhado, a distância mínima de frenagem é

    1. 25 m
    2. 200 m
    3. 40 m
    4. 20 m
    5. 64 m

  7. Um tijolo maciço desliza sobre uma mesa, primeiro apoiado na face maior e depois na face menor. No modelo usual de atrito, o atrito cinético nas duas situações é

    1. maior com a face maior apoiada, pois há mais área de contato
    2. maior com a face menor apoiada, pois a pressão é maior
    3. igual, pois depende da normal e dos materiais, não da área de contato
    4. nulo com a face menor apoiada, pois a área é pequena
    5. igual apenas se a velocidade for a mesma nos dois casos

  8. Um bloco de 10 kg é puxado para cima, com velocidade constante, ao longo de uma rampa de 37° por uma força F paralela à rampa, como mostra a figura (sen 37° = 0,60; cos 37° = 0,80).

    Bloco de 10 kg sobre uma rampa que forma 37° com a horizontal. Uma força F, paralela à rampa e dirigida para cima, puxa o bloco ao longo da rampa.

    O coeficiente de atrito cinético é 0,50 e g = 10 m/s2. A força F vale

    1. 60 N
    2. 20 N
    3. 40 N
    4. 100 N
    5. 80 N

  9. A mecânica recomenda trocar o óleo do motor regularmente e substituir pneus "carecas", com sulcos gastos. Do ponto de vista do atrito, essas recomendações visam, respectivamente,

    1. aumentar o atrito entre peças do motor e reduzir o atrito dos pneus com a pista
    2. reduzir o atrito do motor e diminuir o desgaste dos pneus em pistas secas e quentes
    3. eliminar todo o atrito do carro, que só traz prejuízos ao desempenho
    4. reduzir o atrito entre peças do motor e manter a aderência dos pneus na chuva
    5. aumentar a força normal sobre os pneus e reduzir o peso do motor

  10. Uma rampa de acesso sobe 1 m de altura a cada 12 m percorridos ao longo da própria rampa, como mostra a figura.

    Triângulo retângulo que representa a rampa: o lado inclinado, ao longo do qual a cadeira se desloca, mede 12 m, e o lado vertical, que é a altura vencida, mede 1 m.

    Uma cadeira de rodas com o usuário tem massa total de 100 kg. Desprezando atritos (g = 10 m/s2), a força paralela à rampa necessária para subir com velocidade constante é de

    1. 1 000 N
    2. cerca de 83 N
    3. cerca de 120 N
    4. 12 000 N
    5. cerca de 8,3 N

  11. Em um experimento, Taís inclinou lentamente uma prancha com um bloco de madeira apoiado sobre ela. O bloco começou a deslizar quando a prancha formava 37° com a horizontal (sen 37° = 0,60; cos 37° = 0,80).
    a) Descreva as forças que agem sobre o bloco no instante em que ele está prestes a deslizar.
    b) Mostre que o coeficiente de atrito estático é μe = tg 37° e calcule seu valor.
    c) O resultado mudaria se o bloco tivesse o dobro da massa? Justifique.

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