Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 4.1 - Ex. 22
- Qual dos diagramas de corpo livre da Figura 4-34 representa um bloco escorregadno para baixo sobre uma superfície inclinada sem atrito?
- Para o diagrama correto, identifique as forças, dizendo qual é a força de contato e qual é a força de ação à distância.
- Para cada força do diagrama correto, identifique a força de reação, o objeto sobre o qual ela atua e sua orientação.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar cada item passo a passo. Temos um bloco escorregando sobre uma superfície inclinada sem atrito, então temos algo assim:
a) Se temos um bloco escorregando sobre uma superfície e sem atrito, vamos ter apenas duas forças:
- a força peso pois o bloco tem massa e está sob ação da gravidade
- a força normal, que surge do contato e entre o bloco e a superfície por onde ele desliza.
O único diagrama que apresenta apenas duas forças é o diagrama (c).
Passo 2
b) As forças atuantes são a força normal e a força gravitacional (força peso). Elas estão identificadas na figura abaixo:
Onde:
- força normal
- força gravitacional
A força normal está inclinada pois o objeto está em um plano inclinado, e ela deve ser normal à superfície. A força normal é uma força de contato.
O outro objeto que pode exercer força sobre o bloco é a Terra. A terra exerce uma força gravitacional para baixo e é uma força de ação à distância.
A magnitude a força normal é menor que a gravitacional pois ela vai ser uma força que se opõe a apenas uma porção da força peso. Ela se opõe a uma componente da força peso que está na mesma direção que a força normal.
Passo 3
c) Para o item (c) queremos a força de reação do bloco para cada força que atua sobre ele. As forças de reação, pela terceira lei de Newton, são forças de mesma magnitude mas sentido oposto:
Se um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, o corpo B vai ser exercer uma força sobre o corpo A, de mesma magnetidude mas sentido oposto. A partir disso, vamos analisar as duas forças que temos sobre o bloco,
A força normal é uma força que a superfície exerce perpendicularmente sobre o bloco, então a reação para a força normal é a força que o bloco exerce perpendicularmente à superfície inclinada. Ela tem sentido oposto a .
A força gravitacional é uma força que a Terra exerce sobre o bloco, o puxando para baixo. Assim, a reação para a força gravitacional é a força para cima que o bloco exerce sobre a Terra.
Resposta
a) diagrama c
b)
força normal: força de contato
força gravitacional: força à distância
c) Dicussão no passo 3