A força de atrito surge em oposição a um movimento entre duas superfícies. Ela pode existir tanto quando um corpo já está em movimento (dinâmico) como se estiver prestes a se mover (estático). Leia nosso resumo e depois treine com os exercícios sobre Força de Atrito!
Antes de resolver os exercícios sobre Força de Atrito, vamos te contar sobre o que é essa força, porque ela é causada, quais são suas características, tipos e fórmulas!
Depois de ler esse brevíssimo resumo, você estará preparado para arrasar nos exercícios que vem logo depois, junto ao gabarito!
Quando você terminar os exercícios sobre Força de Atrito, coloque em prática todo seu conhecimento com O Melhor Simulado Enem do Brasil.
- Quer aumentar ainda mais suas chances de mandar bem no ENEM? Então conheça o Instagram do Beduka, lá postamos diariamente resumos perfeitos para você!
O que é Força de Atrito?
A força de atrito é uma força física que surge em oposição ao movimento de um corpo que esteja em contato com outra superfície.
Quando puxamos um objeto parado, por exemplo, percebemos que existe certa dificuldade em fazê-lo. Isso deve-se à força de atrito!
As superfícies apresentam diferentes rugosidades microscópicas (não vemos a olho nu). É o encontro entre rugosidades que causa o atrito. Quanto maior for a rugosidade, maior será o atrito e a oposição ao movimento (força).
Características da Força de Atrito
Como qualquer outra, a Força de Atrito (Fat) possui sentido (cima ou baixo, direita ou esquerda), direção (vertical ou horizontal) e módulo (valor numérico).
Quanto à direção, perceba que a Fat age paralelamente às superfícies em contato. O sentido será sempre oposto ao movimento, como já foi dito.
O módulo Fat depende principalmente de dois fatores:
- Força Normal (N): é uma força vertical e perpendicular à superfície que surge no corpo que está apoiado (contato) em uma superfície. Quanto maior for a força normal, maior será a força de atrito.
- Coeficiente de atrito (μ): é uma constante, ou seja, um valor específico de cada tipo de material (madeira, papel, vidro) que indica numericamente a sua rugosidade (dado na questão ou na tabela). Quanto maior for o coeficiente, maior será a força de atrito.
IMPORTANTE: Não confunda a força peso com a força normal!
Quais os tipos de Força de Atrito? (Estático e Dinâmico)
A Força de Atrito pode ocorrer em duas situações: quando um corpo já está em movimento ou quando está prestes a se mover. É daí que surgem os dois tipos:
- Se ainda tiver dificuldade, veja explicações mais detalhadas e exemplos no nosso artigo completo sobre Força de Atrito
Força de Atrito Estático
É a força que surge pelo atrito entre superfícies, quando estão paradas e queremos iniciar um movimento.
Ex: carro parado em um sinal vermelho que muda para verde, então dá o arranque.
Se quisermos calcular qual foi a força de atrito a ser vencida para que o carro parado se movimente, usamos a fórmula:
FATe = μe . N
Em que:
FATe → força de atrito estático
μe → símbolo do coeficiente de atrito estático
N → força Normal
Força de Atrito Cinético (Dinâmico)
É a força que surge pelo atrito causado entre as superfícies, sendo uma delas já estava em movimento.
Ex: carro a 60km/h em uma estrada.
O coeficiente de atrito dinâmico é menor do que o estático, pois a inércia já foi vencida.
Se quisermos calcular qual é força de atrito que o carro em movimento sofre, usamos a fórmula:
FATc = μc . N
Em que:
FATc ou FATd → força de atrito estático ou dinâmico
μc ou μd → símbolo do coeficiente de atrito cinético ou dinâmico
N → força Normal
Exercícios sobre Força de Atrito com Gabarito
Esperamos que, com esse resumo, tudo tenha ficado mais claro para você.
Parabéns por ter lido até aqui!
Baixe o Plano de Estudos do Beduka e tenha uma preparação perfeita para o ENEM.
Questão 1 – (FATEC) O bloco da figura, de massa 5 Kg, move-se com velocidade constante de 1,0 m/s num plano horizontal, sob a ação da força F, constante e horizontal.
Se o coeficiente de atrito entre o bloco e o plano vale 0,20, e a aceleração da gravidade, 10m/s2, então o módulo da força F, em Newtons, vale:
a) 25
b) 20
c) 15
d) 10
e) 5
Questão 2 – Um bloco com massa de 3 kg está em movimento com aceleração constante na superfície de uma mesa. Sabendo que o coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e a mesa é 0,4, calcule a força de atrito entre os dois. Considere g = 10 m/s2.
Questão 3 – Um bloco de madeira com massa de 10 kg é submetido a uma força F que tenta colocá-lo em movimento. Sabendo que o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a superfície é 0,6, calcule o valor da força F necessária para colocar o bloco na situação de iminência do movimento. Considere g = 10 m/s2.
Questão 4 – (UNIFOR) Um bloco de massa 20 kg é puxado horizontalmente por um barbante. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano horizontal de apoio é 0,25. Adota-se g = 10 m/s2. Sabendo que o bloco tem aceleração de módulo igual a 2,0 m/s2, concluímos que a força de tração no barbante tem intensidade igual a:
a) 40N
b) 50N
c) 60N
d) 70N
e) 90N
Questão 5 – (PUC-RS) Sobre uma caixa de massa 120 kg, atua uma força horizontal constante F de intensidade 600 N. A caixa encontra-se sobre uma superfície horizontal em um local no qual a aceleração gravitacional é 10 m/s2. Para que a aceleração da caixa seja constante, com módulo igual a 2 m/s2, e tenha a mesma orientação da força F, o coeficiente de atrito cinético entre a superfície e a caixa deve ser de
a) 0,1
b) 0,2
c) 0,3
d) 0,4
e) 0,5
Questão 6 – (PUC-RJ) Uma caixa cuja velocidade inicial é de 10 m/s leva 5 s deslizando sobre uma superfície horizontal até parar completamente.
Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, determine o coeficiente de atrito cinético que atua entre a superfície e a caixa.
a) 0,1
b) 0,2
c) 0,3
d) 0,4
e) 0,5
- Muito bem! Você chegou à metade dos exercícios sobre Força de Atrito!
Questão 7 – (PUC-SP 2018/1) Um objeto cúbico, maciço e homogêneo, de massa igual a 1500 g, está em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. O coeficiente de atrito estático entre o objeto e a superfície é igual a 0,40. Uma força F, horizontal à superfície, é aplicada sobre o centro de massa desse objeto.
Que gráfico melhor representa a intensidade da força de atrito estático Fatrito em função da intensidade F da força aplicada? Considere as forças envolvidas em unidades do SI.
a)
b)
c)
d)
Questão 8 – (Fatec-SP) Um motorista conduzia seu automóvel de massa 2 000 kg que trafegava em linha reta, com velocidade constante de 72 km/h, quando avistou uma carreta atravessada na pista. Transcorreu 1 s entre o momento em que o motorista avistou a carreta e o momento em que acionou o sistema de freios para iniciar a frenagem, com desaceleração constante igual a 10 m/s2. Antes de o automóvel iniciar a frenagem, pode-se afirmar que a intensidade da resultante das forças horizontais que atuavam sobre ele era
a) nula, pois não havia forças atuando sobre o automóvel.
b) nula, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos com intensidades iguais.
c) maior do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos, sendo a força aplicada pelo motor a de maior intensidade.
d) maior do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam no mesmo sentido com intensidades iguais.
e) menor do que zero, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos, sendo a força de atrito a de maior intensidade.
Questão 9 – (UDESC 2009) O gráfico abaixo representa a força de atrito (fat) entre um cubo de borracha de 100 g e uma superfície horizontal de concreto, quando uma força externa é aplicada ao cubo de borracha.
Assinale a alternativa correta, em relação à situação descrita pelo gráfico.
a) O coeficiente de atrito sintético é 0,8.
b) Não há movimento relativo entre o cubo e a superfície antes que a força de atrito alcance o valor de 1,0 N.
c) O coeficiente de atrito estático é 0,8.
d) O coeficiente de atrito cinético é 1,0.
e) Há movimento relativo entre o cubo e a superfície para qualquer valor da força de atrito.
Questão 10 – (Enem 2013) Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés. Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto?
a) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento.
b) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento.
c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento.
d) Horizontal e no mesmo sentido do movimento.
e) Vertical e sentido para cima.
- Ufa, estamos quase lá! Faça os 2 últimos exercícios sobre Força de Atrito.
Questão 11 – (VUNESP) Um trator se desloca em uma estrada, da esquerda para a direita, com movimento acelerado. O sentido das forças de atrito que a estrada faz sobre as rodas do carro é indicado na figura a seguir:
É correto afirmar que:
a) o trator tem tração nas quatro rodas;
b) o trator tem tração traseira;
c) o trator tem tração dianteira;
d) o trator está com o motor desligado;
e) a situação apresentada é impossível de acontecer.
Questão 12 – (Ufrj-RJ) Um bloco se apoia sobre um plano inclinado, conforme representado no esquema:
Dados: sen 30° = 0,5
Se o bloco tem peso de 700N, a menor força de atrito capaz de manter o bloco em equilíbrio sobre o plano é
a) 350N.
b) 300N.
c) 250N.
d) 200N.
e) 150N.
- Parabéns, você fez todos os exercícios sobre Força de Atrito. Confira agora o Gabarito:
Gabarito dos exercícios sobre Força de Atrito
Exercício resolvido da questão 1 –
Alternativa correta: d) 10
Ao aplicar a força F sobre o bloco, surge uma força de atrito em sentido contrário. A força F é positiva, pois está sendo aplicada para a direita. A força Fat é negativa por ser oposta e apontar para a esquerda.
Para encontrar o módulo da força F, precisamos fazer a decomposição vetorial das forças totais (Resultante) que atuam sobre o bloco:
R = F – Fat
A única coisa que atua além de F e Fat é a da velocidade constante, então R = m.a. Se a fórmula da Fat é μd . N, podemos escrever a seguinte equação:
m.a = F – μd . N
Já temos os seguintes dados:
m = 5 Kg
a = 0 (velocidade constante)
μd = 0,2
Falta apenas a Normal (N). Cálculo para descobrir:
N = m. g
N = 5 .10
N = 50 N
Substituindo os dados na equação acima, temos:
m.a = F – μd . N
5 . 0 = F – 0,2 . 50
0 = F – 10
F = 10 N
Exercício resolvido da questão 2 –
Resposta correta: 12 N
Ao adquirir velocidade sobre a mesa, sem estar sendo empurrado, a força de atrito entre mesa e corpo será dada unicamente pela fórmula.
Já temos os dados:
m = 3 Kg
μd = 0,4
g = 10 m/s2
Basta calcular a Normal para aplicar a fórmula:
N = P
N = m.g
Fatd = N . μd
Fatd = m . g . μd
Fatd = 3 . 10 .0,4
Fatd = 12 N
Exercício resolvido da questão 3 –
Resposta correta: 60 N
A situação de iminência do movimento é quando está prestes a se movimentar, ou seja, quando a força aplicada atinge o mesmo valor da força de atrito estático máxima (são iguais), mas não a ultrapassa.
Já temos os dados:
m = 10 kg
μe = 0,6
g = 10 m/s2
Então basta igualar as equações:
F = Fate
F = N . μe
F = m . g .μe
F = 10 . 10 . 0,6
F = 60 N
Exercício resolvido da questão 4 –
Alternativa correta: e) 90N
A Tração é uma força que surge quando há uma corda ligada a um objeto.Neste caso, a tração puxa para um lado implicando uma velocidade e, como resposta, a força de atrito surge em oposição. Portanto, tração é positiva e atrito é negativo.
Já temos os dados:
m = 20 Kg
μd = 0,25
g = 10 m/s2
a = 2,0 m/s2
Precisamos lembrar da força resultante e da influência da velocidade:
R = T – Fat
Sendo R = m.a, podemos reescrever a equação como:
m . a = T – Fat
20 . 2 = T – N.μd
Agora calculamos a força normal (N):
N = P
N = m.g
N = 20 . 10
N = 200 N
Substituindo os dados na equação acima, temos:
20 . 2 = T – 200 . 0,25
40 = T – 50
T = 40 + 50
T = 90 N
Exercício resolvido da questão 5 –
Alternativa correta: c) 0,3
Para que a aceleração tenha a mesma orientação da força aplicada sobre a caixa, esta deve ser maior que a força de atrito (superou o atrito e segue o seu devido sentido).
R = F – Fat
Já temos os dados:
m = 120 Kg
F = 600 N
g = 10 m/s2
a = 2,0 m/s2
Calculamos a normal (N):
N = 120.10
N = 1200
Basta substituir na equação:
m.a = F – Fat
m.a – F = – Fat (multiplica toda a equação por -1, pois F deve ficar positivo e ao lado oposto de Fat)
– m.a + F = Fat
Fat = F – m.a (reorganizando)
μd . N = 600 – (120.2)
μd . 1200 = 600 – 240
μd . 1200 = 360
μd = 360 / 1200
μd = 0,3
Exercício resolvido da questão 6 –
Alternativa correta: b) 0,2
A única força que atua no corpo na horizontal é a força de atrito. É ela que faz a caixa parar.
Primeiro, iremos descobrir a desaceleração da caixa. Depois, faremos o somatório das forças, para descobrir o coeficiente de atrito cinético.
Para descobrir a desaceleração da caixa, precisamos aplicar a fórmula da cinemática:
Já temos os dados:
Vo = 10 m/s
t = 5s
Então:
V = Vo + at
0 = 10 + a5
-10 = a5
-10/5 = a
a = -2 )aceleração aparece negativa porque a caixa está freando)
Como só temos uma força na horizontal, a força resultante fica:
R = fat
R = μd . N
Basta calcular a Normal e substituir na fórmula:
m.a = μd . m . 10 (simplificamos o valor da massa)
a = μd . 10
2 / 10 = μd
μd = 0,2
Exercício resolvido da questão 7 –
Alternativa correta: c) gráfico da reta crescente
Note que, independentemente dos valores, a fórmula que irá descrever os cálculos a serem feitos é a de Fat. Essa fórmula é exatamente como uma equação do primeiro grau, então o gráfico só pode ser uma reta (crescente porque o valor do coeficiente angular é positivo).
Exercício resolvido da questão 8 –
Alternativa correta: b) nula, pois a força aplicada pelo motor e a força de atrito resultante atuavam em sentidos opostos com intensidades iguais.
Como a velocidade do automóvel era constante, ele se encontrava em equilíbrio dinâmico, e a soma de todas as forças que atuavam sobre ele era nula. A força aplicada pelo motor foi anulada pela força de atrito entre os pneus e o chão e pelo atrito com o ar. Para que sejam anuladas, essas forças devem ter a mesma intensidade e sentidos opostos.
Exercício resolvido da questão 9 –
Alternativa correta: b) Não há movimento relativo entre o cubo e a superfície antes que a força de atrito alcance o valor de 1,0 N.
Lembre-se a força aplicada sobre um corpo precisa superar a força de atrito cinética máxima para entrar em movimento. Depois disso, passa a operar em função da força de atrito cinético, que tem o coeficiente menor.
No nosso artigo completo sobre Força de Atrito você tem exemplo do gráfico que mostra a relação do coeficiente de atrito estático e cinético e o início do movimento do corpo!
Exercício resolvido da questão 10 –
Alternativa correta: c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento.
Aqui há uma pegadinha, porque nós sabemos que a força de atrito é sempre paralela à superfície a oposta a força que causa o movimento.
Porém, a pergunta foi feita em relação ao movimento dos pés, ou seja, ao sentido do andar da pessoa, então é no mesmo sentido pois nós pisamos fazendo força para trás e é o atrito que nos empurra para frente, como nós nos movimentamos.
No artigo sobre Força de Atrito nós explicamos como o ato de caminhar acontece!
Exercício resolvido da questão 11 –
Alternativa correta: c) o trator tem tração dianteira.
O trator está se deslocando da esquerda para a direita e as setas representadas indicam a FAT. Como ela é oposta a força do movimento, as forças que fazem o trator andar para a frente são o desenho contrário das indicadas na imagem.
Assim, temos que nas rodas traseiras há uma força maior para a direita e na roda dianteira há uma força menor para a esquerda (tração).
Exercício resolvido da questão 12 –
Alternativa correta: a) 350N.
Como queremos o bloco em equilíbrio, a força resultante que atua nele será igual a zero. Ele está em um plano inclinado. Traçando as forças e decompondo, achamos que:
Psen30° = Fat
Foi dito que o bloco tem peso de 700 N, portanto:
700 . sen30° = Fat
700 . 0,5 = Fat
Fat = 350 N
Esse é o menor valor que a Fat pode ter, para que o bloco permaneça em equilíbrio. Se o valor for menor que isso, o bloco ganha movimento.
Gostou do nosso artigo com os exercícios sobre força de atrito? Confira outros artigos do nosso blog e se prepare para o Enem da melhor maneira! Você também pode se organizar com o nosso plano de estudos, o mais completo da internet.
