Questões sobre força normal

A força normal é a força de contato exercida por uma superfície sobre um corpo, sempre atuando perpendicularmente à superfície de apoio. Ela surge para impedir a interpenetração entre os corpos e pode variar conforme a inclinação do plano, outras forças aplicadas e o tipo de movimento.

Em problemas de Mecânica, a normal não é, por regra, igual ao peso do corpo. Essa igualdade só aparece em situações específicas, como em superfícies horizontais sem aceleração vertical. Nas questões a seguir, a ideia é analisar situações em que a força normal muda de valor ou direção, exigindo leitura cuidadosa do diagrama de forças.

Questões sobre força normal

Questão 01

Um bloco de massa 5 kg está em repouso sobre um piso horizontal. Adote g = 10 m/s². Qual é o módulo da força normal exercida pelo piso sobre o bloco?

A)5 N, para cima, porque a massa é 5 kg.B)50 N, para cima, equilibrando o peso do bloco.C)10 N, para cima, pois depende apenas da gravidade.D)0 N, já que o bloco está em repouso.E)25 N, para cima, metade do peso do bloco.

Gabarito: alternativa B). Em superfície horizontal sem outras forças verticais, a normal iguala o peso.

Comentários por alternativa:

A) A massa não é a força; falta multiplicar por g.
B) Em superfície horizontal sem outras forças verticais, a normal iguala o peso.
C) O valor depende do peso, não só de g.
D) Repouso não implica ausência de contato; a normal compensa o peso.
E) Não há regra de metade do peso nesse caso.

Questão 02

Um livro de 2 kg está sobre uma mesa dentro de um elevador que sobe com aceleração de 2 m/s². Considere g = 10 m/s². Qual é a força normal sobre o livro?

A)4 N, porque a aceleração do elevador subtrai quase todo o peso.B)20 N, pois a normal sempre iguala o peso em qualquer elevador.C)24 N, porque a aceleração reduz a pressão sobre a mesa.D)16 N, porque a mesa precisa sustentar o peso e a aceleração para cima.E)2 N, pois a massa é pequena e a aceleração é moderada.

Gabarito: alternativa D). Com aceleração para cima, N = m(g + a).

Comentários por alternativa:

A) A subtração aqui é incorreta; o valor fica maior que o peso.
B) Isso só vale sem aceleração vertical.
C) A aceleração para cima aumenta a normal, não diminui.
D) Com aceleração para cima, N = m(g + a).
E) A força não se determina pela massa isoladamente.

Questão 03

Uma pessoa de 60 kg está em um elevador descendo com aceleração de 3 m/s². Considere g = 10 m/s². Qual é a força normal exercida pelo piso no passageiro?

A)420 N, porque a aceleração para baixo reduz a normal.B)600 N, pois o peso da pessoa não muda.C)180 N, porque a normal corresponde à diferença entre peso e massa.D)300 N, porque metade do peso sustenta o movimento de descida.E)0 N, já que o elevador está em movimento acelerado.

Gabarito: alternativa A). Descendo com aceleração, N = m(g – a).

Comentários por alternativa:

A) Descendo com aceleração, N = m(g – a).
B) O peso não muda, mas a normal muda com a aceleração.
C) Diferença entre peso e massa não faz sentido dimensional.
D) Não existe regra de metade do peso para descida acelerada.
E) Movimento acelerado não implica perda de contato.

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Questão 04

Um bloco de 4 kg repousa sobre um plano inclinado de 30° sem atrito. Considere g = 10 m/s². Qual é o módulo da força normal?

A)40 N, porque a normal é igual ao peso em qualquer superfície.B)0 N, já que não há atrito e o bloco não se move.C)34,6 N, porque a componente paralela ao plano define a normal.D)10 N, pois o ângulo de 30° reduz a força ao valor da metade.E)20 N, correspondente à componente do peso perpendicular ao plano.

Gabarito: alternativa E). Em plano inclinado, N = mg cos 30°.

Comentários por alternativa:

A) Em plano inclinado, a normal é menor que o peso.
B) Sem atrito ainda existe contato e, portanto, normal.
C) A componente paralela não determina a normal.
D) A metade não é a regra; usa-se o cosseno do ângulo.
E) Em plano inclinado, N = mg cos 30°.

Questão 05

Um bloco de 10 kg está sobre um plano inclinado de 37° sem atrito. Adote g = 10 m/s² e cos 37° = 0,8. Qual é a força normal?

A)100 N, igual ao peso, porque o plano não altera a massa.B)60 N, porque a componente paralela também influencia a normal.C)80 N, pois é a componente do peso perpendicular ao plano.D)40 N, pois o ângulo de 37° elimina parte do peso por metade.E)10 N, pois a normal depende apenas do valor da gravidade.

Gabarito: alternativa C). A componente perpendicular é N = mg cos 37° = 80 N.

Comentários por alternativa:

A) O plano inclinado altera a decomposição do peso.
B) A componente paralela não entra no cálculo da normal.
C) A componente perpendicular é N = mg cos 37° = 80 N.
D) Não há redução pela metade sem cálculo trigonométrico.
E) A gravidade sozinha não determina a normal.

Questão 06

Um bloco de 3 kg está apoiado em uma superfície horizontal e recebe uma força vertical para cima de 5 N, permanecendo em contato com a superfície. Considere g = 10 m/s². Qual é a força normal?

A)35 N, porque a força para cima se soma ao peso na reação da superfície.B)25 N, porque a força externa reduz a normal em 5 N.C)30 N, pois o peso e a normal continuam iguais.D)15 N, porque a metade do peso é compensada pela força aplicada.E)5 N, já que a superfície reage apenas ao empurrão aplicado.

Gabarito: alternativa B). A força aplicada para cima diminui a pressão sobre a superfície: N = 30 – 5 = 25 N.

Comentários por alternativa:

A) A força para cima alivia o apoio, não o aumenta.
B) A força aplicada para cima diminui a pressão sobre a superfície: N = 30 – 5 = 25 N.
C) A presença da força externa altera o equilíbrio vertical.
D) Não existe divisão simples por metade nesse caso.
E) A normal reage ao peso e à força aplicada, não só ao empurrão.

Questão 07

Um bloco de 6 kg está sobre uma balança dentro de um elevador em queda livre. Considere g = 10 m/s². Qual é o valor indicado pela balança, supondo que ela mede a força normal?

A)60 N, porque o peso continua atuando durante a queda.B)30 N, porque a balança registra metade do peso.C)10 N, porque a gravidade ainda age sobre a balança.D)6 N, pois a leitura acompanha a massa do corpo.E)0 N, porque bloco e balança caem com a mesma aceleração.

Gabarito: alternativa E). Em queda livre, não há compressão entre corpo e balança, então N = 0.

Comentários por alternativa:

A) O peso existe, mas a balança mede a força normal, não o peso isolado.
B) Metade do peso não é a leitura na queda livre.
C) A gravidade age, mas a balança não sofre compressão.
D) Massa não é unidade de força.
E) Em queda livre, não há compressão entre corpo e balança, então N = 0.

Questão 08

Um bloco de 8 kg está sobre uma mesa em um elevador que acelera horizontalmente com 4 m/s². Considere g = 10 m/s² e despreze atrito com a mesa. Qual é o módulo da força normal exercida pela mesa sobre o bloco?

A)80 N, pois a aceleração horizontal não altera a normal.B)32 N, porque a força horizontal se soma ao peso.C)48 N, porque a aceleração horizontal diminui o contato com a mesa.D)40 N, porque metade do peso sustenta o bloco em movimento.E)0 N, já que a aceleração impede a força de apoio.

Gabarito: alternativa A). Sem componente vertical da aceleração, a normal permanece igual ao peso.

Comentários por alternativa:

A) Sem componente vertical da aceleração, a normal permanece igual ao peso.
B) Força horizontal não entra no cálculo vertical da normal.
C) Sem componente vertical, o contato não diminui por esse motivo.
D) Não há regra de metade do peso.
E) A presença de aceleração não anula o contato.

Questão 09

Uma caixa de 12 kg está sobre um piso de um ônibus que faz uma curva plana, sem inclinação da pista. Considere g = 10 m/s². Se não há movimento vertical, qual é a força normal sobre a caixa?

A)12 N, já que a massa da caixa é 12 kg.B)60 N, pois a força centrípeta divide o peso da caixa.C)240 N, porque a aceleração lateral aumenta a compressão no piso.D)120 N, porque a curva modifica a força centrípeta, mas não a normal vertical.E)0 N, pois a caixa está sujeita apenas à aceleração horizontal.

Gabarito: alternativa D). Como não há aceleração vertical, a normal continua igual ao peso.

Comentários por alternativa:

A) Massa não equivale a força.
B) A força centrípeta não reduz diretamente a normal vertical.
C) A aceleração lateral não soma ao peso vertical.
D) Como não há aceleração vertical, a normal continua igual ao peso.
E) Mesmo com aceleração horizontal, existe apoio vertical.

Questão 10

Um bloco de 2 kg está em repouso sobre uma mesa e recebe uma força inclinada de 60° acima da horizontal, com intensidade 10 N. Considere g = 10 m/s². Qual é a força normal sobre o bloco?

A)20 N, porque a força inclinada não altera a reação da mesa.B)25 N, porque a componente vertical da força aumenta o peso efetivo.C)15 N, porque a componente vertical da força é 5 N para cima.D)10 N, porque a força aplicada tem módulo igual ao peso do bloco.E)5 N, porque a componente horizontal da força reduz a normal.

Gabarito: alternativa C). A componente vertical é 10 sen 60° = 5√3 ≈ 8,7 N; então N = 20 – 8,7 ≈ 11,3 N.

Comentários por alternativa:

A) A força inclinada pode alterar a normal por sua componente vertical.
B) A componente vertical para cima reduz a normal.
C) A componente vertical é 10 sen 60° = 5√3 ≈ 8,7 N; então N = 20 – 8,7 ≈ 11,3 N.
D) O módulo da força aplicada não basta para o cálculo.
E) Componente horizontal não altera diretamente a normal.

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