Veja como encontrar a força normal e a força de atrito agindo em um objeto em uma inclinação:

Entendendo as forças

* gravidade (peso): A força da gravidade age diretamente no objeto. Tem dois componentes:
* Força normal (n): O componente da gravidade perpendicular à inclinação. Essa força impede que o objeto afunde na inclinação.
* Força da gravidade paralela à inclinação (mg sin θ): O componente da gravidade paralelo à inclinação, que é a força que tende a puxar o objeto para baixo da inclinação.
* fricção (f): A força que se opõe ao movimento do objeto (ou movimento potencial) ao longo da inclinação. Atua paralelo à inclinação, oposta à direção do componente paralelo da gravidade.
* atrito estático: Impede que o objeto se mova se estiver em repouso.
* fricção cinética: Atua no objeto se estiver se movendo.

Encontrando as forças

1. Desenhe um diagrama de corpo livre: Um diagrama de corpo livre ajuda a visualizar as forças. Desenhe o objeto na inclinação e desenhe setas representando:
* Peso (mg): Direto do centro do objeto.
* Força normal (n): Perpendicular à inclinação, apontando para longe da superfície.
* Força da gravidade paralela à inclinação (mg sin θ): Paralelo à inclinação, apontando para baixo na ladeira.
* fricção (f): Paralelo à inclinação, apontando a inclinação (se o objeto estiver se movendo para baixo ou se estiver em repouso e prestes a subir para cima).

2. Resolva a gravidade em componentes:
* Força normal (n): N =mg cos θ, onde θ é o ângulo da inclinação.
* Força da gravidade paralela à inclinação (mg sin θ): mg sin θ

3. Determine a força de atrito:
* atrito estático:
* atrito estático máximo: f_s, max =μ_s * n, onde μ_s é o coeficiente de atrito estático. Este é o atrito estático máximo de força pode exercer antes que o objeto comece a se mover.
* atrito estático real: A força real do atrito estático será igual à força puxando o objeto para baixo da inclinação (mg sin θ) se o objeto estiver em repouso.
* fricção cinética: f_k =μ_k * n, onde μ_k é o coeficiente de atrito cinético.

Exemplo

Digamos que um bloco com uma massa de 10 kg esteja em uma inclinação de 30 °. Os coeficientes de atrito são μ_S =0,4 e μ_K =0,2.

* Força normal: N =mg cos θ =(10 kg) (9,8 m/s²) cos 30 ° ± 84,9 n
* Força da gravidade paralela à inclinação: mg sin θ =(10 kg) (9,8 m/s²) sin 30 ° ≈ 49 n

Cenário 1:Bloco em repouso

* atrito estático máximo: f_s, max =μ_s * n =(0,4) (84,9 n) ≈ 33,9 n
* Como o atrito estático máximo (33,9 n) é maior que a força puxando o bloco para baixo (49 n), o bloco permanece em repouso. A força de atrito estático real é 49 n.

Cenário 2:Block movendo -se para baixo

* fricção cinética: f_k =μ_k * n =(0,2) (84,9 n) ≈ 17 n

Pontos -chave

* ângulos são importantes: Verifique se você está usando os ângulos corretos (θ) em seus cálculos.
* O atrito depende da superfície: Os coeficientes de atrito (μ_S e μ_K) dependem dos materiais em contato.
* DIREÇÃO MATERMAIS: Sempre considere a direção das forças em relação ao movimento (ou movimento potencial) do objeto.