Dois blocos, de massas m1 = 4,0 kg e m2 = 6,0 kg, ligados por um fio inextensível, podem deslizar sem atrito sobre um plano horizontal. Esses blocos são puxados por uma força horizontal F de módulo F = 20N. A tensão no fio que liga os dois blocos.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Temos dois blocos com massas de 4,0 kg e 6,0 kg, ligados por um fio que não estica. Eles estão sobre uma superfície horizontal sem atrito e sendo puxados por uma força de 20 N. A nossa missão é descobrir qual é a tensão no fio que conecta esses dois blocos.
Aqui, vamos usar a Segunda Lei de Newton, que relaciona força, massa e aceleração. Também vamos considerar que, como não há atrito e o fio não estica, os dois blocos se movem juntos com a mesma aceleração.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a massa total do sistema formado pelos dois blocos. Como eles estão ligados e se movendo juntos, a massa total é a soma das massas individuais:
Passo 3
Agora, vamos usar a Segunda Lei de Newton para encontrar a aceleração do sistema. A lei diz que a força resultante $ F $ é igual à massa total $ m_{total} $ multiplicada pela aceleração $ a $:
Queremos encontrar $ a $, então isolamos a aceleração:
Passo 4
Com a aceleração conhecida, podemos encontrar a tensão no fio. Vamos focar apenas no bloco de 6,0 kg. A única força que está puxando esse bloco é a tensão $ T $ do fio. Aplicando novamente a Segunda Lei de Newton para esse bloco:
Resposta
A tensão no fio que liga os dois blocos é de 12,0 N.