Ausência de atrito
(Um estudo de equilíbrio)

Prof. Luiz Ferraz Netto [Léo]
leobarretos@uol.com/br

Objetivo
Uma questão elementar envolvendo atrito horizontal ... ou a ausência dele.

Montagem
O topo de uma haste de madeira é suportado por um fio de linha conectada a um ponto fixo. A outra extremidade da haste repousa sobre um pequeno disco de isopor que flutua em água, como se ilustra:

A haste de madeira (cedro, pinho etc.) com cerca de 25 cm de comprimento pode ser cilíndrica (diâmetro cerca de 6 mm), 'quadrada' (lado cerca de 8 mm) etc.

Questão
Qual das três ilustrações abaixo melhor representa a situação final de equilíbrio da haste?

(a) com o topo da haste na vertical que passa pelo ponto de suspensão;
(b) com o centro de massa da haste na vertical que passa pelo ponto de suspensão;
(c) com o extremo inferior da haste na vertical que passa pelo ponto de suspensão.

Resposta
A água não pode oferecer esforços tangenciais (água apenas resiste a esforços normais), desse modo o isopor só pode oferecer apoio na direção da normal (vertical) para a haste. Com peso (aplicado no centro de massa) vertical para baixo e apoio no isopor vertical para cima, a tração no fio de linha só pode ser vertical (para cima). Alternativa (a).
Trata-se de uma situação onde não há atrito na horizontal. Se a extremidade inferior da haste for apoiada diretamente sobre a mesa de trabalho a situação final de equilíbrio poderá ser qualquer uma das três alternativas acima, além de outras. Vai depender do coeficiente de atrito entre haste e mesa. Experimente, também, apoiar diretamente a extremidade inferior da haste sobre uma placa de vidro colocado sobre a mesa e sobre uma folha de lixa para madeira colocada sobre a mesa.