Uma pequena caixa é mantida no lugar contra uma parede áspera por alguém que a empurra com força direcionada para cima a 28 graus acima da horizontal?
Vamos analisar as forças que atuam na caixa:
1.
Peso da caixa (W) :Esta força atua verticalmente para baixo devido à gravidade.
2.
Força normal (N) :A parede exerce uma força normal na caixa perpendicular à parede, evitando que ela se mova contra a parede.
3.
Força aplicada (F) :A pessoa está empurrando a caixa para cima em um ângulo de 28 graus acima da horizontal.
Para manter a caixa em equilíbrio, a soma das forças nas direções horizontal e vertical deve ser zero.
Direção Horizontal: $$\soma F_x=0$$
$$F\cos28^\circ - N_x=0$$
$$N_x=F\cos28^\circ$$
Direção Vertical: $$\soma F_y=0$$
$$F\sin28^\circ + N_y - W=0$$
$$N_y=WF\sin28^\circ$$
Como a força normal é a força de reação exercida pela parede, ela deve ser positiva. Portanto, a partir da equação para $$N_y$$, podemos ver que:
$$W> F\sin28^\circ$$
Isto significa que o peso da caixa deve ser maior que a componente da força aplicada na direção vertical para que a caixa permaneça em equilíbrio contra a parede.
Resumindo, a caixa permanece no lugar contra a parede quando a força aplicada num ângulo de 28 graus é suficiente para superar a força de atrito e é menor que o peso da caixa.