Enunciado
Física - Hewitt - Física Conceitual- Ed: 12º - Capítulo 5.Pense e Explique - Ex. 67
5.67. Aqui, a pedra está em repouso, interagindo tanto com a superfície da rampa como com o bloco. (a) Identifique todas as forças que atuam na pedra e desenhe os vetores-força adequados. (b) Mostre que a força resultante sobre a pedra é nula. (Dica 1: Há duas forças normais sobre a pedra. Dica 2: Esteja certo de que o que desenhou são as forças que atuam sobre a pedra, e não aquelas que a pedra aplica nas superfícies.)
Passo 1
Olha só, a gente tem duas forças de interação para considerar nessa questão, entre a pedra e a superfície da rampa, e entre a pedra e o bloco. Essas duas interações geram forças que agem na pedra, não esquece de colocar no desenho. Além dessas forças, a gente tem que sempre lembrar da força peso, o desenho fica assim:
O peso puxa a pedra para baixo, enquanto o bloco e a superfície da rampa empurram a pedra nas respectivas direções perpendiculares.
Assim fica resolvido o item (a).
Passo 2
Agora vamos para o item (b).
A força resultante só é nula nesse caso que a pedra está em repouso, ou se ela estivesse se movendo com velocidade constante. Olha só, vamos usar a regra do paralelogramo para somar as forças normais agindo na pedra:
A resultante em verde é igual e oposta a força peso. Isso faz sentido porque tanto a interação entre a superfície da rampa e a pedra quanto a interação entre o bloco e a pedra surgem devido a força Peso. Se a Terra não estivesse puxando a pedra, ela não empurraria nem a rampa nem o bloco, mas como ela está empurrando, tanto a rampa quanto o bloco empurram a pedra de volta, e com a mesma intensidade.
Resposta
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A pedra está empurrando o bloco e rampa por causa da força peso, então tanto a rampa quanto o bloco empurram a pedra de volta, e com a mesma intensidade.