Ano 2023#ciencias-natureza

Sobre o tema

O problema envolve a aplicação das leis de Newton em situações de aceleração e frenagem de um caminhão que transporta uma carga presa por cordas. A análise considera o atrito estático entre a carga e o assoalho, bem como as tensões nas cordas que impedem o deslizamento. É essencial compreender a diferença entre os casos de aceleração e frenagem: na aceleração, a tendência da carga é deslizar para trás, exigindo tração na corda traseira; na frenagem, a carga tende a deslizar para frente, tensionando a corda dianteira. O cálculo envolve o equilíbrio de forças no referencial não inercial do caminhão, utilizando a força de atrito máxima e a força necessária para imprimir a aceleração (ou desaceleração) à carga. O coeficiente de atrito fornecido é 0,2 e a massa é 200 kg, com acelerações de 3 m/s² e 5 m/s².

Tópicos relacionados

  • Leis de Newton e forças em referenciais não inerciais
  • Força de atrito estático máximo
  • Equilíbrio de forças na iminência de movimento
  • Tensão em cordas ideais
  • Aplicação em problemas de transporte de cargas

Enunciado

Uma equipe de segurança do transporte de uma empresa avalia o comportamento das tensões que aparecem em duas cordas, 1 e 2, usadas para prender uma carga de massa M = 200 kg na carroceria, conforme a ilustração. Quando o caminhão parte do repouso, sua aceleração é constante e igual a 3 m/s2 e, quando ele é freado bruscamente, sua frenagem é constante e igual a 5 m/s2. Em ambas as situações, a carga encontra-se na iminência de movimento, e o sentido do movimento do caminhão está indicado na figura. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e c assoalho da carroceria é igual a 0,2. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, as tensões iniciais nas cordas iguais a zero e as duas cordas ideais.

![](https://enem.dev/2023/questions/114/e245e16d-8a95-4b2e-ab33-6dd299ff9474.png)

Nas situações de aceleração e frenagem do caminhão, as tensões nas cordas 1 e 2, em newton, serão

Alternativas

  • A)

    Aceleração: T1 = 0 e T2 = 200; frenagem: T1 = 600 e T2 = 0.

  • B)

    Aceleração: T1 = 0 e T2 = 200; frenagem: T1 = 1 400 e T2 = 0.

  • C)

    Aceleração: T1 = 0 e T2 = 200; frenagem: T1 = 600 e T2 = 0.

  • D)

    Aceleração: T1 = 560 e T2 = 0; frenagem: T1 = 0 e T2 = 960.

  • E)

    Aceleração: T1 = 640 e T2 = 0; frenagem: T1 = 0 e T2 = 1 040.

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Perguntas frequentes

O que é a força de atrito estático máximo?

É o maior valor que a força de atrito pode assumir antes que o corpo entre em movimento. É calculada como μₑ × N, onde μₑ é o coeficiente de atrito estático e N é a força normal.

Como analisar problemas envolvendo referenciais não inerciais?

Em referenciais não inerciais (como o caminhão em aceleração), deve-se adicionar uma força fictícia igual a -m·a (onde a é a aceleração do referencial) sobre cada corpo, além das forças reais. O equilíbrio é então tratado como se o referencial fosse inercial.

Qual a diferença entre tensão em cordas durante aceleração e frenagem?

Na aceleração, a inércia da carga tende a movê-la para trás, tensionando a corda traseira. Na frenagem, a inércia tende a mover a carga para frente, tensionando a corda dianteira. A força necessária é a diferença entre a força inercial e o atrito máximo.

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