Uma caixa de massa 60 kg repousa sobre o piso de uma oficina. Os coeficientes de atrito são µs = 0,40 e µk =…

Questão

Uma caixa de massa 60 kg repousa sobre o piso de uma oficina. Os coeficientes de atrito são µs = 0,40 e µk = 0,35. a) Determine a máxima força horizontal que pode ser aplicada sem que a caixa deslize. b) Se alguém aplicar 300 N, qual será a aceleração da caixa? Use g = 10 m/s². Explique os passos, as fórmulas e interprete o resultado quanto à segurança na manipulação de cargas.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Modelo de resposta: Normal N = m·g = 60 kg·10 m/s² = 600 N. (a) Máxima força sem deslizar igual à força de atrito estático máxima: Fs,max = µs·N = 0,40·600 N = 240 N. Assim, qualquer força = 240 N não vence a resistência estática. (b) Para F = 300 N > 240 N inicia-se movimento; a força de atrito em movimento é fk = µk·N = 0,35·600 N = 210 N. Força resultante = 300 N - 210 N = 90 N. Aceleração a = Fnet / m = 90 N / 60 kg = 1,5 m/s². Interpretação de segurança: aplicar força acima de 240 N provoca movimento súbito; em ambiente de trabalho deve-se usar equipamentos de manobra ou reduzir massa/atrito para evitar esforço excessivo ou acidentes.

Explicação

A análise começa calculando a força normal, que é o peso da caixa, e a partir dela se determina a força de atrito estático máxima, que impede o deslizamento. Ao aplicar uma força maior que essa, a caixa começa a se mover, e a força de atrito cinético, que é menor, é utilizada para calcular a força resultante e a aceleração. Essa situação destaca a importância de respeitar os limites de força ao manusear cargas, evitando movimentos bruscos que podem causar acidentes.

Raio-X da questão

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