Na Figura 7a, uma força horizontal constante
de módulo 20 N é aplicada a um bloco
de massa
, que empurra um bloco
de massa
. O bloco desliza sobre uma superficie sem atrito, ao longo de um eixo
.
(a) Qual é a aceleração dos blocos?
(b) Qual é a força (horizontal)
exercida pelo bloco
sobre o bloco
(Figura
)?
Figura 7:
(a) Qual é a aceleração dos blocos?
(b) Qual é a força (horizontal)
Figura 7:
Passo 1
Vamos lá! Temos dois blocos, A e B, deslizando sem atrito sob a ação de uma força horizontal constante de 20 N aplicada no bloco A. O bloco A tem massa de 4 kg e o bloco B tem massa de 6 kg. Vamos usar as Leis de Newton, especificamente a segunda lei, que relaciona força, massa e aceleração, para encontrar a aceleração dos blocos e a força que o bloco A exerce sobre o bloco B.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a aceleração dos blocos juntos. Como não há atrito, a única força que está fazendo os blocos acelerarem é a força de 20 N aplicada no bloco A. Para encontrar a aceleração, precisamos somar as massas dos dois blocos e aplicar a fórmula da segunda lei de Newton:
Onde:
-
é a força total aplicada, -
é a massa total, -
é a aceleração.
Passo 3
Calculando a massa total:
Agora, aplicando a fórmula para encontrar a aceleração:
Passo 4
Agora, vamos determinar a força que o bloco A exerce sobre o bloco B, chamada de
. Para isso, consideramos apenas o bloco B sendo empurrado pelo bloco A. Usamos novamente a segunda lei de Newton para o bloco B:
Resposta
(a) A aceleração dos blocos é
.
(b) A força
exercida pelo bloco A sobre o bloco B é
.
Exercícios relacionados
Na Figura 4, uma corda puxa para cima uma caixa de biscoitos ao longo de um plano inclinado sem atrito cujo ângulo é
. A massa da caixa é
, e o módulo da força exercida pela corda é
. Qual é a componente
da aceleração da caixa ao longo do plano inclinado?
Figura 4:
Figura 4:
Na Figura 6 um passageiro de massa
tstá de pe em uma Dalança no interior de um elevador. Estamos interessados nas leituras da balança quando o elevador está parado e quando está se movendo para cima e para baixo.
(a) Escreva uma equação para a leitura da balança em função da aceleração vertical do elevador.
(b) Qual é a leitura da balança se o elevador está parado ou está se movendo para cima com uma velocidade constante de ?
© Qual é a leitura da balança se o elevador sofre uma aceleração para cima de ? Qual é a leitura se o elevador sofre uma aceleração para baixo de
?
(d) Durante a aceleração para cima do item ©, qual é o módulo da força resultante a que está submetido o passageiro e qual é o módulo
da aceleração do passageiro no referencial do elevador? A equação
é obedecida?
Figura 6:
(a) Escreva uma equação para a leitura da balança em função da aceleração vertical do elevador.
(b) Qual é a leitura da balança se o elevador está parado ou está se movendo para cima com uma velocidade constante de
© Qual é a leitura da balança se o elevador sofre uma aceleração para cima de
(d) Durante a aceleração para cima do item ©, qual é o módulo
Figura 6:
- Considere que uma nuvem, cuja altura de sua base está a 1450 m acima do solo, comece a precipitar chuva a uma taxa de 1,5 gotas/segundo.
b) se desconsiderarmos os efeitos de resistência do ar e a gota cair em queda livre, em quanto tempo a primeira gota alcança o solo?
c) Sobral é conhecida por suas chuvas rápidas, mas torrenciais, que caem na região. Estime o volume de água de chuva que é depositada em
quando uma nuvem descarrega chuva por 13 min a uma taxa de 2,0 gotas/segundo.