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.