Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 5.2 - Ex. 17
Uma corda leve está amarrada a um bloco com massa de , que está em repouso sobre uma superfície horizontal e sem atrito. A corda horizontal passa por uma polia sem atrito e sem massa, e um bloco com massa está suspenso na outra ponta. Quando os blocos são soltos, a tensão na corda é de .
a) Desenhe dois diagramas do corpo livre, um para o bloco de e outro para o bloco com massa.
b) Qual é a aceleração de cada bloco?
c) Ache a massa m do bloco suspenso.
d) Como a tensão se relaciona com o peso do bloco suspenso?
Passo 1
No bloco de massa está agindo a força peso vertical para baixo, e como ele está apoiado em uma superfície horizontal temos a força normal vertical para cima. Essas duas forças se anulam (elas não formam par ação reação!). Outra força que está agindo sobre esse bloco é a força tensora de para a direita.
No outro bloco age a força peso para baixo e a força tensora para cima. O bloco de se movimenta para a direita enquanto que o bloco de massa se movimenta para baixo.
O diagrama para os dois blocos pode ser então desenhado assim ó:
Passo 2
Para determinar a aceleração vamos aplicar a segunda lei para o bloco de na direção horizontal:
Passo 3
Para achar a massa do bloco suspenso vou aplicar a segunda lei na direção vertical. Lembrando que a força de tensão é igual para todo sistema (o fio é o mesmo!) e a aceleração dos blocos deve ser igual (eles se movimentam juntos) da segunda lei temos:
Passo 4
O peso do bloco de massa deve ser maior do que a tensão, se fosse o contrário esse bloco subiria e não desceria, como acontece.
Resposta
