Na figura ao lado o bloco de massa m=1 kg está apoiado sobre um bloco de massa M=2 kg que está sobre uma mesa horizontal. O bloco m está ligado ao teto por um fio ideal (o que é um fio ideal?). O dinamômetro, também ideal, intercalado entre m e o teto, indica uma tensão no fio de 4 N. Qual a intensidade da força que M aplica em m? (Resp. 6N).

Passo 1

Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos dois blocos: um de massa m = 1,kg apoiado sobre outro bloco de massa M = 2,kg. O bloco m está preso ao teto por um fio ideal, que é um fio sem massa e que não estica. Um dinamômetro indica que a tensão no fio é de 4,N. Precisamos descobrir qual a força que o bloco M exerce sobre o bloco m. Para resolver isso, vamos usar conceitos de dinâmica e leis de Newton.

Passo 2

Primeiro, vamos desenhar um diagrama de força para cada bloco. No bloco m, temos duas forças atuando verticalmente:
  1. A tensão do fio, T = 4,N, para cima.
  2. O peso do bloco, P = m cdot g, para baixo, onde g = 9,8,m/s²².
No bloco M, além do peso PM = M cdot g, temos a força que ele exerce sobre o bloco m, que vamos chamar de F.

Passo 3

Vamos aplicar a segunda lei de Newton no bloco m. A segunda lei de Newton diz que a força resultante sobre um objeto é igual ao produto da sua massa pela aceleração:
Sigma F = m cdot a
Como o bloco m está em equilíbrio vertical (não está acelerando para cima ou para baixo), a aceleração a = 0. Portanto, as forças para cima e para baixo se equilibram:
T - P + F = m cdot a 4,N - (1,kg cdot 9,8,m/s²) + F = 1,kg cdot 0 4,N - 9,8,N + F = 0 ²

Passo 4

Resolvendo a equação para encontrar F:
F = 9,8,N - 4,N F = 5,8,N
Arredondando para uma casa decimal, temos F approx 6,N.

Resposta

A intensidade da força que M aplica em m é de 6,N.

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