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 aceleração do conjunto.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que está acontecendo aqui. Temos dois blocos sobre um plano horizontal sem atrito: um bloco de 1 kg (Bloco 2) e outro de 4 kg (Bloco 1). Uma força de 5 N está sendo aplicada no bloco mais leve, o Bloco 2. Nosso objetivo é descobrir qual é a aceleração de todo o conjunto desses dois blocos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da segunda lei de Newton, que é fundamental para resolver esse tipo de problema. A fórmula é:
Aqui,
representa a força resultante aplicada no sistema,
é a massa total do sistema, e
é a aceleração que queremos encontrar.
Passo 3
Vamos calcular a massa total do sistema. Como temos dois blocos, somamos suas massas:
Passo 4
Agora, sabemos que a força aplicada é de 5 N. Usando a fórmula da segunda lei de Newton, podemos isolar a aceleração
:
Passo 5
Substituindo os valores que temos:
Resposta
A aceleração do conjunto é de
.