Na figura ao lado tem-se os seguintes valores de massa para cada bloco:
. Existe atrito entre a superfície e o bloco B, sendo o coeficiente de atrito cinético de 0,2. Considere
.
a) Qual o módulo da força
para que o bloco B pule o bloco A, rampa acima, com velocidade constante?
a) Qual o módulo da força
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de física envolvendo forças e atrito. Temos dois blocos: o bloco A com massa de 8 kg e o bloco B com massa de 4 kg. O bloco B está sobre uma superfície com atrito cinético, cujo coeficiente é 0,2. A gente precisa descobrir qual a força
que faz o bloco B subir o bloco A de forma que ele se mova com velocidade constante. Para resolver, vamos precisar usar conceitos de força, atrito e equilíbrio de forças.
Passo 2
Primeiro, como queremos que o bloco B se mova com velocidade constante, isso significa que a aceleração dele é zero. Portanto, a soma das forças que atuam na direção do movimento deve ser igual a zero (segundo a primeira lei de Newton).
Passo 3
Vamos identificar as forças que atuam no bloco B:
- A força
que estamos procurando, que empurra o bloco B para cima do bloco A. - A força de atrito
que resiste ao movimento. Ela é dada por , onde é o coeficiente de atrito e é a força normal. - O peso do bloco B, que é
.
Passo 4
Agora, precisamos calcular a força normal
. Como o movimento está na direção horizontal sobre o bloco A, a força normal é igual ao peso do bloco B:
Passo 5
Com a força normal, podemos calcular a força de atrito:
Passo 6
Como o bloco B está se movendo com velocidade constante, a força aplicada
deve equilibrar a força de atrito. Ou seja:
No entanto, precisamos considerar que o bloco A também está sendo empurrado pelo bloco B. Portanto, a força total
deve vencer não só o atrito, mas também a força necessária para mover o bloco A.
Passo 7
A força total necessária para mover o bloco A é igual ao peso de A:
Passo 8
Somando as forças de atrito e o peso do bloco A, temos a força total
:
Resposta
A força necessária para que o bloco B suba o bloco A com velocidade constante é de 88 N.
Exercícios relacionados
Três blocos, A, B e C, estão presos um ao outro por cordas de massas desprezíveis conforme a figura. Sabe-se que o movimento do sistema está em sentido anti-horário com uma aceleração de
. Existe atrito entre o bloco B de massa 5 kg e a superfície. Considerando que o coeficiente de atrito cinético é de 0,3 e que a tensão na corda que une os blocos A e B vale 60 N, determine:
a) a massa dos blocos A e C. e
)
a) a massa dos blocos A e C.
Considere o sistema indicado na figura ao lado. O bloco A possui massa igual a 6 kg. Suponha que o bloco
desça a rampa com velocidade constante. Existe atrito entre o bloco B e a superfície sendo que o coeficiente de atrito cinético é de
. Considere a aceleração da gravidade igual a
.
b) Utilizando o valor da massa de B encontrada anteriormente, suponha que a massa de A seja agora de 3 kg. Determine a aceleração de cada bloco e a tensão na corda que une os blocos.
b) Utilizando o valor da massa de B encontrada anteriormente, suponha que a massa de A seja agora de 3 kg. Determine a aceleração de cada bloco e a tensão na corda que une os blocos.
Na figura ao lado os blocos B e C possuem massas respectivamente iguais a 6 kg e 10 kg. Existe atrito entre a superfície e os blocos A e B, sendo o coeficiente de atrito cinético de 0,25. Considere
.
a) a massa do bloco para que a aceleração do sistema seja de
no sentido horário
a) a massa do bloco
Uma esfera oca e uma esfera uniforme de mesma massa
e raio
rolam para baixo em um plano inclinado a partir da mesma altura
sem escorregar (Figura 12). Cada uma delas se moverá horizontalmente quando deixar a rampa. Quando as esferas baterem no chão a distância da esfera oca será
. Encontre a distância
da esfera uniforme.