Desenhar diagramas de interação que descrevem as seguintes situações: Um barbante sem massa puxa uma caixa pelo chão. O atrito não é desprezível.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para desenharmos diagramas de interação para uma situação onde um barbante sem massa está puxando uma caixa pelo chão, considerando que o atrito não é desprezível. Isso se enquadra na área de Mecânica, mais especificamente em Dinâmica, onde estudamos as forças que atuam nos objetos. Para resolver isso, vamos precisar entender as diferentes forças envolvidas e como representá-las num diagrama de interação, também conhecido como diagrama de corpo livre.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar todas as forças que atuam na caixa. Quando uma caixa é puxada, há algumas forças principais envolvidas:
  1. Força de Tensão ( ): Esta é a força exercida pelo barbante na caixa.
  2. Força Gravitacional ou Peso ( ): É a força com que a Terra atrai a caixa para baixo.
  3. Força Normal ( ): É a força de contato que o chão exerce na caixa, perpendicular à superfície.
  4. Força de Atrito ( ): Como o atrito não é desprezível, essa força se opõe ao movimento e atua na direção contrária à força de tensão.

Passo 3

Vamos falar sobre a Força de Tensão ( ). Como o barbante é sem massa, toda a força que ele exerce na caixa é transmitida diretamente. Essa força puxa a caixa na direção do barbante, geralmente horizontal se a superfície for plana.

Passo 4

A Força de Atrito ( ) surge porque a caixa está se movendo ou tem a tendência de se mover pelo chão. Essa força depende do coeficiente de atrito ( ) entre a caixa e o chão e da Força Normal ( ), que nesse caso é igual ao peso da caixa se a superfície for horizontal e não houver outras forças verticais agindo.
A fórmula para o atrito é:

Passo 5

A Força Gravitacional ( ) é calculada multiplicando a massa ( ) da caixa pela aceleração da gravidade ( ):
A Força Normal ( ), em uma superfície plana, é igual em magnitude e oposta em direção à força gravitacional:

Resposta

Assim, no diagrama de interação da caixa, teremos:
  • A força de tensão ( ) puxando horizontalmente para a direita.
  • A força de atrito ( ) puxando horizontalmente para a esquerda.
  • A força gravitacional ( ) puxando verticalmente para baixo.
  • A força normal ( ) empurrando verticalmente para cima.
Esse diagrama ajuda a visualizar todas as forças atuando na caixa e facilita a análise das situações de equilíbrio ou movimento.

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