PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 13 da UNICAMP 2011

1ª fase · Física: Atrito e resistência do ar

TEXTO PARA AS QUESTÕES 12, 13 E 14 · Q

Acidentes de trânsito causam milhares de mortes todos os anos nas estradas do país. Pneus desgastados (“carecas”), freios em péssimas condições e excesso de velocidade são fatores que contribuem para elevar o número de acidentes de trânsito.

O sistema de freios ABS (do alemão “Antiblockier-Bremssystem”) impede o travamento das rodas do veículo, de forma que elas não deslizem no chão, o que leva a um menor desgaste do pneu. Não havendo deslizamento, a distância percorrida pelo veículo até a parada completa é reduzida, pois a força de atrito aplicada pelo chão nas rodas é estática, e seu valor máximo é sempre maior que a força de atrito cinético. O coeficiente de atrito estático entre os pneus e a pista é \mu_e = 0{,}80 e o cinético vale \mu_c = 0{,}60. Sendo g = 10\text{ m/s}^2 e a massa do carro m = 1200\text{ kg}, o módulo da força de atrito estático máxima e a da força de atrito cinético são, respectivamente, iguais a

  1. A
    1200 N e 12000 N.
  2. B
    12000 N e 120 N.
  3. C
    20000 N e 15000 N.
  4. D
    9600 N e 7200 N.
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Resolução comentada

O atrito (estático máximo ou cinético) é calculado por F = \mu N. Como o carro está numa pista horizontal e não há outra força vertical, a normal equilibra o peso:

N = P = mg = 1200 \cdot 10 = 12000\ \text{N}

A diferença entre os dois atritos está só no coeficiente. Enquanto a roda rola sem deslizar, o atrito é estático e pode chegar a um valor máximo; se a roda trava e desliza, o atrito passa a ser o cinético, que é menor.

  1. Atrito estático máximo:

    F_{e,\text{máx}} = \mu_e N = 0{,}80 \cdot 12000 = 9600\ \text{N}

  2. Atrito cinético:

    F_c = \mu_c N = 0{,}60 \cdot 12000 = 7200\ \text{N}

Confirmando que F_{e,\text{máx}} > F_c, o que justifica a vantagem do ABS: a força de frenagem possível é maior sem travar as rodas, e a distância de parada é menor.

Os valores são, respectivamente, 9600 N e 7200 N.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValores sem relação com \mu N; 12000 N é só o peso e o 1200 N é a massa, trocando a ordem.
  • BUsa o peso (12000 N) como atrito estático e um valor sem sentido para o cinético, sem multiplicar pelos coeficientes.
  • CDivide o peso pelos coeficientes em vez de multiplicar (12000/0{,}6=20000 e 12000/0{,}8=15000), e ainda troca a ordem.

Assunto: Atrito e resistência do ar.

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Ver como caiu na prova Questão 13 no caderno Q da UNICAMP 2011

Fonte: Comvest/Vestibular Unicamp 2011. Prova oficial ↗