Ne-figura abaixo, o bloco A de 4.0 kg e
bloco B de
estão conectados por uma corda de massa desprezivel. A forga
atua sobre o bloco A ; a força
atua sobre o bloco B. O coeficiente de atrito cinético entre os blocos e base é 0,1 . Qual é a tensão da corda?
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que o exercício está pedindo. Temos dois blocos conectados por uma corda: o bloco A pesa 4,0 kg e o bloco B pesa 3,0 kg. Tem uma força de 12 N puxando o bloco A e outra força de 24 N puxando o bloco B. Além disso, os blocos estão sobre uma superfície com atrito cinético, cujo coeficiente é 0,1. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a tensão na corda que conecta esses dois blocos.
Para resolver isso, vamos precisar lembrar de alguns conceitos de dinâmica, especificamente a segunda lei de Newton, que relaciona força, massa e aceleração. Também vamos precisar calcular a força de atrito que está agindo sobre cada bloco.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar todas as forças que estão agindo em cada bloco. No bloco A, temos:
- A força de puxão
para a direita. - A tensão
na corda puxando para a esquerda. - A força de atrito
atuando contra o movimento.
No bloco B, temos:
- A força de puxão
para a direita. - A tensão
na corda puxando para a esquerda. - A força de atrito
atuando contra o movimento.
Passo 3
Agora, vamos calcular as forças de atrito em cada bloco. A força de atrito cinético é dada por:
onde
é o coeficiente de atrito cinético e
é a força normal. Como os blocos estão sobre uma superfície horizontal, a força normal para cada bloco é igual ao peso do bloco, ou seja:
Para o bloco A:
Para o bloco B:
Passo 4
Agora, vamos aplicar a segunda lei de Newton para cada bloco. A segunda lei diz que a força resultante é igual à massa vezes a aceleração:
Para o bloco A:
Para o bloco B:
Passo 5
Agora, temos um sistema de duas equações com duas incógnitas (
e
). Vamos resolver esse sistema para encontrar a aceleração
e depois a tensão
.
Primeiro, isolamos
na Equação 1:
Agora, substituímos
da Equação 3 na Equação 2:
O sinal negativo indica que a aceleração está na direção oposta ao que consideramos inicialmente. Agora, substituímos
na Equação 3 para encontrar
:
Resposta
A tensão na corda é de 60,0 N.
Exercícios relacionados
Queda livre (orientação positiva para cima)
Movimento circular
(aceleração centrípeta)
Dinâmica
Dinâmica
Trabalho e energia
A posição de um elétron é dada por
com
em segundos e
em metros. (a) Qual é a velocidade
do elétron na notação dos vetores unitários?
Um carro de 1200 kg viaja inicialmente a
, em pista plana, quando o motorista freia bruscamente, até parar. (a) Aplique o TTE para calcular o trabalho total durante a frenagem. (b) Calcule o deslocamento
do carro durante a freada. © Determine o coeficiente de atrito entre os pneus e a pista.
As duas questões seguintes se referem à situação descrita abaixo.
Considere a situaçăo mostrada na figura abaixo. Um bloco de massa é puxado para a esquerda com uma força
se move com velocidade constante. Não há atrito entre os blocos de massa
e de massa
, mas há atrito entre o bloco de massa
e o chão. O bloco de massa
năo se move, pois está ligado por uma corda à parede. Use
e
.
12) Suponha agora que não há atrito entre o bloco de massa e o chão, mas há atrito entre os dois blocos. Como o coeficiente de atrito cinético entre os dois blocos se compara ao valor encontrado na questão anterior?
(a) é maior
(b)é menor
© é o mesmo
Considere a situaçăo mostrada na figura abaixo. Um bloco de massa
12) Suponha agora que não há atrito entre o bloco de massa
(a) é maior
(b)é menor
© é o mesmo