Desenhar diagramas de interação que descrevem as seguintes situações: O bloco inferior é puxado por um barbante sem massa. O atrito não é desprezível. Trate os dois blocos como objetos separados.
Passo 1
Vamos resumir o enunciado: Temos dois blocos tratados como objetos separados. O bloco inferior está sendo puxado por um barbante sem massa, e o atrito entre o bloco inferior e a superfície não pode ser ignorado. O conteúdo envolvido aqui é a análise de forças e a construção de diagramas de interação (ou diagramas de corpo livre) para cada bloco. Para resolver, vamos precisar identificar todas as forças atuantes em cada bloco.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as forças que atuam no bloco superior. Como ele está apoiado no bloco inferior, as forças principais são:
- Peso (
): A força da gravidade que puxa o bloco para baixo, calculada por , onde é a massa do bloco superior e é a aceleração da gravidade. - Força de reação normal (
): A força perpendicular à superfície que o bloco inferior exerce sobre o bloco superior, igual e oposta ao peso, então .
Passo 3
Agora, vamos para o bloco inferior. As forças atuantes são:
- Peso (
): A força da gravidade que puxa o bloco inferior para baixo, , onde é a massa do bloco inferior. - Força de reação normal (
): A força perpendicular da superfície sobre o bloco inferior. Ela equilibra o peso do bloco inferior mais o peso do bloco superior, então . - Força de atrito (
): Resiste ao movimento do bloco inferior, calculada por , onde é o coeficiente de atrito. - Tensão no barbante (
): A força puxando o bloco inferior, fornecida pelo barbante sem massa.
Passo 4
Com as forças identificadas, podemos desenhar os diagramas de interação:
- Bloco Superior:
- Peso (
) para baixo. - Força de reação normal (
) para cima.
- Peso (
- Bloco Inferior:
- Peso (
) para baixo. - Força de reação normal (
) para cima. - Força de atrito (
) oposta à direção da tensão. - Tensão (
) puxando na direção do movimento.
- Peso (
Resposta
Os diagramas de interação mostram para o bloco superior as forças peso (
) para baixo e reação normal (
) para cima. Para o bloco inferior, as forças são peso (
) para baixo, reação normal (
) para cima, força de atrito (
) oposta ao movimento e tensão (
) na direção do puxão.