UFV. Física 1. Prova P1. 2022.1. Questão 2b.
Questão 2) Os blocos e da figura ao lado tem massas e . Considere o fio inextensível, a polia sem atrito e as massas do fio e da polia desprezíveis. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco e a mesa são e , respectivamente.
b) Determine a aceleração do bloco quando o bloco é removido subitamente de cima do bloco . Faça um diagrama de corpo livre para os blocos.
Passo 1
Iae, meus queridos! Está com dificuldades nessa questão? Não se preocupe! Estamos aqui para ajudar 😉
Agora temos três blocos (, e ) que estão em equilíbrio, ou seja, não há movimento entre eles.
O bloco tem massa , o bloco tem massa e o bloco tem massa . Os blocos e estão interligados por uma corda de massa desprezível que passa por uma polia sem atrito. O bloco está suspenso e o bloco está empilhado em cima do bloco , assim como podemos ver na imagem do enunciado.
Então bruscamente tiramos o bloco de cima do bloco e o sistema começa a se mover sendo que os coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco e a mesa são respectivamente e .
O que queremos saber é qual é a aceleração que o bloco tem após isso acontecer?
Tem ideia do que fazer? 🤔🤔
Vamos começar do começo, vamos analisar as forças que agem no sistema!
Bora? 😁
Passo 2
Quais são as forças que agem sobre o bloco ?
Certamente a força peso , a força normal , o bloco se movimenta, então temos a ação da força de atrito também e como os blocos e estão ligados por uma corda e o bloco está suspenso, há uma força tensionando a corda que chamamos de tração .
E para o bloco ?
Para ele tem bem menos vetores. Um deles é a força peso e o outro é a força que o bloco faz na corda, ou seja, a mesma tração do bloco anterior.
Concorda? 😎
Passo 3
Sabemos que a força é má, ou seja, . Então quando tiramos o bloco do sistema e ele começa a se mover, o sistema estará aplicando uma força.
Como o sistema é formado pelos blocos e e como eles se movimentam na mesma velocidade, então
Mas o que é esse ? Perceba que de um lado da corda o bloco puxa com a força e do outro lado o atrito entre o bloco e a mesa geram uma força contrária dada por .
e não se cancelam como antes, então essa diferença entre elas geram justamente a força , ou seja
A força de atrito é dada pelo produto do coeficiente de atrito e a normal, ou seja
(usamos pois o bloco está se movendo)
Se a normal é a força contraria a força peso, então
E é a força peso do bloco dada por
Tranquilo até aqui? 👀
Passo 4
Se , fazendo as substituições necessárias, temos
Isolando em um lado da igualdade, temos
Simplificando a equação, temos
Faz sentido? 🤔
Se for muito grande e pequeno, então vai ser alto. Mas se for grande e for pequeno, será baixo já que a força de atrito será maior.
Então essa resposta faz sentido sim! 😁
É isso, espero ter ajudado! Entendeu tudo? Responde Aí! 😎👍
Resposta
b)