A Fig. mostra três blocos sendo empurrados em um piso sem atrito por uma força horizontal
. Que massa total é acelerada para a direita (a) pela força, (b) pela força
exercida pelo bloco 1 sobre o bloco 2 e © pela força
exercida pelo bloco 2 sobre o bloco 3? (d) Ordene os blocos de acordo com o módulo da aceleração, começando pelo maior. (e) Ordene as forças
e
de acordo com o módulo, começando pelo maior.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre três blocos sendo empurrados em um piso sem atrito por uma força horizontal
. Precisamos descobrir a massa total acelerada pela força
, pelas forças entre os blocos (
e
), além de ordenar os blocos e as forças conforme a aceleração e os módulos. Para resolver isso, vamos usar as Leis de Newton, especialmente a segunda, que relaciona força, massa e aceleração.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que, como o piso é sem atrito, a única força horizontal que está fazendo os blocos acelerarem é a força
. A aceleração de todo o sistema (todos os blocos juntos) pode ser encontrada usando a segunda lei de Newton:
Onde
é a soma das massas dos três blocos e
é a aceleração.
Passo 3
Agora, para cada parte da questão:
(a) Massa total acelerada pela força
:
Aqui, a massa total é apenas a soma das três massas, já que a força está acelerando todos os blocos juntos.
Aqui, a massa total é apenas a soma das três massas, já que a força
(b) Massa acelerada pela força
(força do bloco 1 sobre o bloco 2):
A força está agindo apenas sobre o bloco 2 e junto com o bloco 3 (se considerarmos que
está entre 2 e 3). Então, a massa acelerada por
é
.
A força
© Massa acelerada pela força
(força do bloco 2 sobre o bloco 3):
A força age somente sobre o bloco 3. Portanto, a massa acelerada por
é apenas
.
A força
(d) Ordenar os blocos de acordo com a aceleração:
A aceleração é a mesma para todos os blocos, já que estão conectados e movendo-se juntos. Portanto, não há ordem a ser feita aqui, pois todos têm a mesma aceleração.
A aceleração
(e) Ordenar as forças
e
por módulo:
Como está acelerando
e
está acelerando apenas
, e assumindo que as massas são positivas e diferentes, geralmente
será maior que
porque está puxando mais massa.
Como
Resposta
(a) A massa total acelerada pela força
é
.
(b) A massa acelerada pela força é
.
© A massa acelerada pela força é
.
(d) Todos os blocos têm a mesma aceleração, então não há uma ordem de aceleração diferente entre eles.
(e) A força é maior que a força
, ou seja,
.
(b) A massa acelerada pela força
© A massa acelerada pela força
(d) Todos os blocos têm a mesma aceleração, então não há uma ordem de aceleração diferente entre eles.
(e) A força
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A Fig. mostra um conjunto de quatro blocos sendo puxados por uma força
em um piso sem atrito. Que massa total é acelerada para a direita (a) pela força
(b) pela corda 3 e © pela corda 1? (d) Ordene os blocos de acordo com a aceleraçāo, começando pela maior. (e) Ordene as cordas de acordo com a traçăo, começando pela maior.