Física • 1ª série do Ensino Médio
Descubra por que o atrito estático não tem valor fixo, identifique o instante em que o bloco começa a deslizar e compare superfícies horizontais e inclinadas.
Altere as grandezas e observe a resultante.
Considere g = 10 m/s² e força aplicada horizontal.
O comprimento das setas representa aproximadamente o módulo de cada força.
Observe o crescimento do atrito estático e a transição para o cinético.
O bloco só ganha velocidade quando a força supera o limite estático.
Uma leitura é registrada a cada 0,5 segundo.
| t (s) | F (N) | f (N) | Fᵣ (N) | a (m/s²) | v (m/s) | Estado |
|---|
Essa é a distinção mais importante do tema e a fonte de muitos erros.
Enquanto não há deslizamento, o atrito assume o valor necessário para equilibrar a tendência de movimento.
O valor μₑN é o maior atrito estático possível. Acima dele, o equilíbrio deixa de ser possível.
A igualdade corresponde à iminência de movimento.
No modelo escolar, seu módulo é aproximadamente constante e geralmente menor que o máximo estático.
O atrito se opõe ao movimento relativo — ou à tendência de movimento — entre as superfícies.
Ao caminhar, por exemplo, o atrito do chão sobre o pé pode apontar para a frente.
Modelo de Coulomb usado no Ensino Médio.
| Alteração | Efeito | Por quê? |
|---|---|---|
| Aumentar a massa | Aumenta fₘáₓ e f𝚌 | N = mg aumenta. |
| Aumentar μ | Aumenta o atrito | Superfícies interagem mais intensamente. |
| Aumentar a área aparente | Não altera no modelo ideal | O modelo usa f = μN. |
| Puxar para cima | Diminui o atrito | A componente vertical reduz N. |
| Empurrar para baixo | Aumenta o atrito | A componente vertical aumenta N. |
Aumente o ângulo e descubra quando o bloco deixa de permanecer em repouso.
Os demais parâmetros são os mesmos do laboratório.
O peso é decomposto nas direções paralela e perpendicular.
Escolha os eixos paralelo e perpendicular ao plano.
| Grandeza | Expressão | Interpretação |
|---|---|---|
| Componente paralela | P∥ = mg senθ | Tende a fazer o bloco descer. |
| Componente perpendicular | P⊥ = mg cosθ | É equilibrada pela normal. |
| Condição de repouso | mg senθ ≤ μₑmg cosθ | O atrito estático consegue equilibrar. |
| Ângulo crítico | tanθ𝚌 = μₑ | Acima dele, o bloco desliza. |
| Aceleração descendo | a = g(senθ − μ𝚌cosθ) | Válida após iniciar o deslizamento. |
Dez situações autorais graduadas, adequadas à 1ª série do Ensino Médio.
Um bloco de 5 kg recebe uma força horizontal de 20 N. μₑ=0,5 e g=10 m/s². Determine o atrito.
Para o mesmo bloco de 5 kg e μₑ=0,5, qual força mínima inicia o deslizamento?
m=5 kg, F=40 N, μₑ=0,5 e μ𝚌=0,3. Determine a aceleração.
Um bloco desliza a 10 m/s numa superfície com μ𝚌=0,25. Qual distância percorre até parar? g=10 m/s².
Um bloco está num plano de 30°, com μₑ=0,8. Ele desliza? Use sen30°=0,5 e cos30°≈0,87.
Num plano de 30°, μ𝚌=0,2. Determine a aceleração de descida. Use g=10, sen30°=0,5 e cos30°≈0,87.
Um bloco de 10 kg é empurrado com 50 N a 37° abaixo da horizontal. μ𝚌=0,2; sen37°=0,6; cos37°=0,8.
Repita o caso anterior, mas puxando 37° acima da horizontal.
Uma força de atrito cinético de 12 N atua durante 5 m. Qual é o trabalho do atrito?
Num gráfico f×F, o atrito cresce até 30 N e depois passa a 20 N. O que esses valores representam?