Um bloco de massa está preso a uma corda e suspenso dentro de uma caixa de massa que, em outro caso, estaria vazia. A caixa está sobre uma balança que mede o peso do sistema. (a) Se a corda se rompe, a leitura da balança muda? Explique seu raciocínio. (b) Assuma que a corda se rompe e a massa cai com aceleração constante . Encontre a magnitude e a direção da aceleração do centro de massa do sistema caixa-bloco. (c) Usando o resultado de (b), determine a leitura da balança enquanto está em queda livre.

(b) Vamos usar a fórmula para o cálculo da aceleração do centro de massa:

A força resultante é apenas o peso que age sobre o bloco livre:

E essa força aponta no sentido negativo do eixo (vertical para baixo).

(c) Vamos analisar as forças que agem sobre o sistema:

E pelo resultado do item anterior:

Então:

Como todas essas forças são verticais, podemos projetar todas no eixo :

A medida oferecida pela balança é a força , então vamos resolver para encontrá-la:

O que coincide com o resultado que encontramos em .