Fazendo compras num supermercado, um estudante utiliza dois carrinhos. Empurra o primeiro, de massa m, com uma força F, horizontal, o qual, por sua vez, empurra outro de massa M sobre um assoalho plano e horizontal. Se o atrito entre os carrinhos e o assoalho puder ser desprezado, pode-se afirmar que a força que está aplicada sobre o segundo carrinho é de quanto?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um estudante que está empurrando dois carrinhos de supermercado. O primeiro carrinho tem massa
e ele está aplicando uma força
nele. Esse primeiro carrinho, por sua vez, empurra o segundo carrinho que tem massa
. A estrada está bem lisa, então o atrito não vai atrapalhar. A pergunta é: qual é a força aplicada no segundo carrinho?
Para resolver isso, vamos usar a Segunda Lei de Newton, que nos diz que a força resultante
é igual à massa
multiplicada pela aceleração
do objeto, ou seja:
Vamos precisar calcular a aceleração do sistema e depois descobrir qual força está agindo no segundo carrinho.
Passo 2
Primeiro, vamos pensar que os dois carrinhos estão se movendo juntos com a mesma aceleração
, já que estão conectados. A força total que está fazendo os dois carrinhos se moverem é apenas a força
aplicada no primeiro carrinho, já que o atrito é desprezível.
Então, a massa total do sistema é a soma das massas dos dois carrinhos:
Agora, usando a Segunda Lei de Newton para o sistema completo, temos:
Para encontrar a aceleração
, isolamos ela na equação:
Passo 3
Agora que temos a aceleração, vamos descobrir a força que está agindo no segundo carrinho. Essa força é o que está fazendo o segundo carrinho acelerar.
Aplicando novamente a Segunda Lei de Newton, para o segundo carrinho temos:
Substituindo o valor de
que encontramos:
Resposta
A força aplicada no segundo carrinho é:
Exercícios relacionados
Uma partícula carregada viaja através do espaço, até que chega em uma região permeada por um campo magnético uniforme
, orientado perpendicularmente à velocidade da partícula. No capítulo anterior, você aprendeu que tal partícula sofre a ação de uma força magnética que impõe uma trajetória circular. Além disso, devido ao movimento circular, a partícula carregada também cria seu próprio campo magnético
.
Usando que a velocidade da luz é , mostre que sua expressão poder ser escrita na forma:
Usando que a velocidade da luz é
Sabe-se que uma casca esférica de raio
e carga superficial
gera um campo elétrico nulo em seu interior e de valor
nos pontos externos a ela e que estão a uma distância
do seu centro. Considere agora uma esfera maciça, também de raio
, porém com carga
distribuída uniformemente em seu volume, use o resultado da casca carregada, e calcule o campo elétrico gerado por esta esfera maciça a uma distância
do seu centro, nas regiões em que: a)
; b)
.
Um corpo de massa 5 kg move-se sobre uma superfície horizontal, perfeitamente lisa, com velocidade constante de
. Num dado instante, sofre a ação de uma força horizontal, perpendicular à direção do movimento, de intensidade 150 N que atua durante
. A nova velocidade do corpo vale, em
:
Considere novamente um cabo coaxial consistido de dois condutores cilindrísticos com espessura muita fina, concêntricos e com raios internos e externo dado por
e
, respectivamente. Considere que as correntes no condutor interno e na casca externa possuem mesma magnitudes mas direção opostas.
Determine a densidade de energia magnética na região entre os condutores ( ).
Determine a densidade de energia magnética na região entre os condutores (