12.º anoPercurso edumaterial
O que vais aprender
- Analisar movimento com forças de atrito e diagramas de forças.
Compreender
A normal vale N=mg=100 N porque não há aceleração vertical nem outras forças verticais. Durante o deslizamento, o módulo do atrito cinético é f_c=μ_cN=20 N, dirigido contra a velocidade relativa. A força resultante horizontal é 30−20=10 N e a aceleração é 10/10=1 m/s² no sentido da força aplicada. A identificação do sentido do atrito precede a subtração algébrica.
Não se deve usar esta fórmula para determinar automaticamente o atrito estático: este ajusta-se até um máximo e a situação precisa de mais dados. A constante μ_c é uma idealização; superfícies reais variam. Se a caixa já deslizar em sentido oposto à força aplicada, o sentido do atrito altera a equação inicialmente. O caso informa explicitamente o deslizamento e o sentido implícito do avanço.
Exemplo resolvido
Uma caixa de 5 kg já desliza para a direita num piso horizontal. O coeficiente de atrito cinético é 0,30, g=10 m/s² e uma força horizontal de 25 N puxa para a direita. Calcula a aceleração.
- Sem aceleração vertical, a normal é N=mg=5×10=50 N.
- O atrito cinético opõe-se ao deslizamento: f_c=0,30×50=15 N para a esquerda.
- A resultante horizontal é 25−15=10 N para a direita. Pela segunda lei, a=10/5=2 m/s².
A aceleração no modelo é 2 m/s² para a direita.
Atenção ao erro
O atrito cinético aponta sempre contra a força aplicada.
Verifica agora
Retoma o caso da explicação: Qual é a força normal?
Ver solução explicada
Resposta: N=mg=100 N.
Equilibra as forças verticais.
Retoma o caso da explicação: Módulo do atrito cinético?
Ver solução explicada
Resposta: 0,20×100=20 N.
Aplica a lei para deslizamento.
Retoma o caso da explicação: Qual a aceleração?
Ver solução explicada
Resposta: (30−20)/10=1 m/s².
Calcula resultante e usa segunda lei.
Retoma o caso da explicação: Se a força aplicada fosse 20 N enquanto deslizasse no mesmo sentido, qual seria a aceleração?
Ver solução explicada
Resposta: Zero nesse instante ideal: força aplicada e atrito cinético equilibram-se.
Mantém o regime cinético declarado.
Alinhamento curricular e fontes
- Mecânica — 12.º ano, página 5. Objetivo oficial parafraseado: Analisar movimento com forças de atrito e diagramas de forças.. O exemplo, a sequência e os exercícios são editoriais. · Aprendizagens Essenciais · fisica-pt · 12-ano