Os blocos A e B estão conectados por um tio sem massa sobre um fio sem massa, polia sem atrito. Os blocos foram liberados neste instante do repouso. Classifique em ordem, da maior para a menor, todas as forças verticais. Explique!
Passo 1
Vamos resumir o que o exercício está nos pedindo. Temos dois blocos, A e B, conectados por um fio sem massa passando por uma polia sem atrito. Ambos os blocos foram liberados do repouso. O conteúdo principal aqui é a Dinâmica dos Sistemas de Corpos Ligados, especificamente envolvendo forças verticais como peso e tensão no fio. Para resolver, vamos precisar identificar todas as forças verticais atuando nos blocos e compará-las em magnitude.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar todas as forças verticais que agem em cada bloco. Para o bloco A, as forças são:
- Peso do bloco A (
), que atua para baixo. - Tensão no fio (
), que atua para cima.
Para o bloco B, as forças são:
- Peso do bloco B (
), que atua para baixo. - Tensão no fio (
), que também atua para cima.
Passo 3
Agora, vamos entender o que cada uma dessas forças representa. O peso de cada bloco é calculado pela fórmula:
onde
é a massa do bloco e
é a aceleração da gravidade (aproximadamente
).
A tensão no fio é a força que o fio exerce para manter os blocos conectados e depende das massas dos blocos. Como a polia e o fio são sem massa e sem atrito, a tensão é a mesma em todo o fio.
Passo 4
Para classificar as forças em ordem de magnitude, precisamos comparar
,
e
. Supondo que as massas dos blocos sejam diferentes, vamos considerar dois casos:
-
Se
: - Então
. - A tensão
será menor que e maior que , pois está equilibrando as diferenças nas massas.
- Então
-
Se
: - Então
. - A tensão
será maior que e menor que .
- Então
Passo 5
Portanto, independentemente das massas, podemos classificar as forças verticais da maior para a menor da seguinte maneira:
- Peso maior: O bloco com maior massa terá o peso maior.
- Peso menor: O bloco com menor massa terá o peso menor.
- Tensão no fio: Sempre estará entre os dois pesos, sendo maior que o menor e menor que o maior peso.
Resposta
A ordem das forças verticais da maior para a menor é: peso do bloco com maior massa (
), peso do bloco com menor massa (
) e, por ��ltimo, a tensão no fio (
). Explicando, o peso dos blocos depende da massa, e a tensão equilibra essas forças, ficando entre os dois valores.
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