Um bloco com 1 kg (Bloco 2) de massa e outro com 4 kg (Bloco 1) estão sobre um plano horizontal liso de maneira que podem se mover sem atrito. Sobre o bloco mais leve, aplica-se uma força de módulo 5 N, com direção e sentido conforme ilustrado na figura abaixo. Determine a força de interação entre os blocos.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos dois blocos numa superfície sem atrito: o Bloco 1 com 4 kg e o Bloco 2 com 1 kg. Uma força de 5 N está sendo aplicada no Bloco 2. O que a gente precisa descobrir é qual é a força de interação entre esses dois blocos.
Aqui, vamos usar a segunda lei de Newton, que diz que a força resultante sobre um objeto é igual à massa dele multiplicada pela sua aceleração, ou seja, . Vamos calcular a aceleração do sistema e depois descobrir a força entre os blocos.

Passo 2

Primeiro, vamos considerar os dois blocos juntos como um único sistema. A massa total desse sistema é a soma das massas dos blocos:
mtotal = m1 + m2 = 4,kg + 1,kg = 5,kg

Passo 3

Agora, usando a segunda lei de Newton, vamos calcular a aceleração Ftotal = mtotal times a implies 5,N = 5,kg times a do sistema. A única força que está fazendo o sistema se mover é a força de 5 N aplicada no Bloco 2:
a = 5,N5,kg = 1,m/s²
Resolvendo para :
²
Então, a aceleração de ambos os blocos é de ².

Passo 4

Agora que sabemos a aceleração, vamos descobrir a força de interação entre os blocos. Essa força é a que o Bloco 1 exerce no Bloco 2 (ou vice-versa, de acordo com a terceira lei de Newton).
Vamos focar no Bloco 1. A única força que age sobre ele é a força de interação Finter = m1 times a = 4,kg times 1,m/s² = 4,N . Aplicando a segunda lei de Newton para o Bloco 1:
²

Passo 5

Portanto, a força de interação entre os dois blocos é de 4 N. Essa é a força que o Bloco 1 exerce no Bloco 2 para mantê-los juntos na aceleração comum.

Resposta

A força de interação entre os blocos é de 4 N.

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