Duas caixas, uma de massa de e outra de , estão em repouso sobre a superfície sem atrito de um lago congelado, ligadas por uma corda leve (ver figura). Uma mulher usando um tênis de solado áspero (de modo que ela possa exercer tração sobre o solo) puxa horizontalmente a caixa de com uma força que produz uma aceleração de .
b) Desenhe um diagrama de corpo livre para a caixa de . Use esse diagrama e a segunda lei de Newton para achar a tensão T na corda que conecta as duas caixas.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão de Física! A gente tem duas caixas, uma de 4 kg e outra de 6 kg, ligadas por uma corda, e estão sobre um lago congelado sem atrito. A mulher está puxando a caixa de 6 kg com uma força que faz as caixas acelerarem a 2,50 m/s². O conteúdo aqui envolve as Leis de Newton, especialmente a segunda lei. Vamos precisar desenhar um diagrama de corpo livre para a caixa de 4 kg e usar a segunda lei para encontrar a tensão na corda.

Passo 2

Primeiro, vamos pensar no diagrama de corpo livre da caixa de 4 kg. Um diagrama de corpo livre mostra todas as forças agindo sobre um objeto. Para a caixa de 4 kg, temos duas forças principais:
  • A força peso ( ) puxando para baixo, que é , onde e ².
  • A tensão ( ) na corda puxando para a direita, já que a mulher está puxando a outra caixa e essa força se transmite pela corda.

Passo 3

Agora, aplicamos a segunda lei de Newton, que diz que a força resultante é igual à massa vezes a aceleração ( ). Na direção horizontal, a única força agindo na caixa de 4 kg é a tensão .

Passo 4

Como a caixa está acelerando a ², podemos escrever:
Substituindo os valores:
²

Passo 5

Fazendo a conta:

Resposta

A tensão na corda que conecta as duas caixas é de 10,0 N.

Exercícios relacionados

seja um bloco apoiado sobre uma superfície inclinada de um ângulo acima da horizontal.
Assinale a(s) opção(ções) correta(s):
Questão 4Escolha uma ou mais:
Se o bloco está em repouso, .
Se o atrito não é desprezível, a força exercida pela superfície inclinada sobre o bloco é dada por atrito atrito
Se o atrito não é desprezível e o bloco está em movimento, a força de atrito cinético exercida pela superfície inclinada sobre o bloco será menor que .
Tendo em mente todo o conteúdo que envolve as leis de Newton, assinale a alternativa FALSA:
Questão 1Escolha uma opção:
a.
O movimento de b.
A Lei de Newton não se aplica a forças fictícias em sistemas não inerciais
c.
A resultante das forças sobre um objeto em movimento retilíneo uniforme é nula.
d.
Um objeto somente está em repouso se e somente se a força resultante for nula.
e.
A força de atrito não depende da área de contato do objeto
O vetor possui comprimento igual a e está no primeiro quadrante a acima do eixo x. Use componentes para encontrar o módulo e a direção de .
Dados dois vetores e , ache o módulo e a direção da diferença vetorial .