Na figura ao lado o bloco de massa
está apoiado sobre um bloco de massa
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
apoiado sobre outro bloco de massa
. O bloco
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
. Precisamos descobrir qual a força que o bloco
exerce sobre o bloco
. 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
, temos duas forças atuando verticalmente:
- A tensão do fio,
, para cima. - O peso do bloco,
, para baixo, onde .
No bloco
, além do peso
, temos a força que ele exerce sobre o bloco
, que vamos chamar de
.
Passo 3
Vamos aplicar a segunda lei de Newton no bloco
. A segunda lei de Newton diz que a força resultante sobre um objeto é igual ao produto da sua massa pela aceleração:
Como o bloco
está em equilíbrio vertical (não está acelerando para cima ou para baixo), a aceleração
. Portanto, as forças para cima e para baixo se equilibram:
Passo 4
Resolvendo a equação para encontrar
:
Arredondando para uma casa decimal, temos
.
Resposta
A intensidade da força que
aplica em
é de
.