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:

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:
²

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:
²

Resposta

(a) A aceleração dos blocos é ².
(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:
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:
  1. 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.