A figura mostra três blocos sendo empurrados sobre um piso sem atrito por uma força horizontal
. Que massa total é acelerada para a direita
e) Ordene as forças
e
de acordo com módulo, começando pelo maior.
e) Ordene as forças
Passo 1
Beleza, vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos três blocos empurrados por uma força horizontal
sobre um piso sem atrito. A gente precisa descobrir como as forças
,
e
se comparam em termos de tamanho. Para isso, vamos usar as leis de Newton e entender como as forças internas entre os blocos funcionam.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que, em um sistema sem atrito, só a força externa
está fazendo os blocos acelerarem. A aceleração do sistema todo depende dessa força e da massa total dos blocos. A fórmula que usamos aqui é a segunda lei de Newton:
, onde
é a soma das massas dos três blocos.
Passo 3
Agora, vamos pensar nas forças internas. A força
é a força que o bloco 2 exerce no bloco 1, e
é a força que o bloco 3 exerce no bloco 2. Essas forças internas também seguem a segunda lei de Newton, então podemos escrever:
Passo 4
Observando essas equações, percebemos que
depende da massa do bloco 2, e
depende da massa do bloco 3. Se assumirmos que
, então:
Passo 5
Porém, a força externa
é responsável por acelerar todos os três blocos juntos. Como
e
são forças internas, elas são, respectivamente, menores do que a força total
. Portanto:
Resposta
A ordem das forças, do maior para o menor, é
,
e
.
Exercícios relacionados
Dado o conjunto
,
, assinale V ou F nas sentenças abaixo.
c.
c.
Um avião que está voando horizontalmente com uma velocidade constante de 350
, sobrevoando um terreno plano, deixa cair um fardo com suprimentos. Ignore o efeito de ar sobre o fardo. Quais são as componentes iniciais
d) Se a velocidade do avião fosse , o tempo de queda seria maior, menor ou igual?
d) Se a velocidade do avião fosse
Três vetores são dados por
e
. Determine:
d)
d)
Três vetores são dados por
e
. Determine:
c)
c)