Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 40
Dois blocos conectados por uma corda leve horizontal estão em repouso sobre uma superfície horizontal e sem atrito. O bloco tem massa , e o bloco tem massa . Uma força horizontal constante é aplicada ao bloco (Figura ). Nos primeiros depois que a força é aplicada, o bloco se move para a direita. (a) Enquanto os blocos estão se movendo, qual é a tensão na corda que conecta os dois blocos? (b) Qual é a massa do bloco ?
Passo 1
Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!
O enunciado pediu pra gente determinar a tensão na corda que conecta os dois blocos e a massa do bloco .
Então, vamos usar a cinemática para encontrar a aceleração e, em seguida, aplique a segunda lei de Newton para calcular a tensão.
Repare que a força acelera ambos os blocos, mas apenas a tensão na corda acelera o bloco . Além disso, a força é constante, então a aceleração é constante, o que significa que as fórmulas cinemáticas padrões são usadas.
Vamos lá!
Passo 2
a) Primeiro usaremos a cinemática para encontrar a aceleração do sistema. Usando:
Com , temos:
Agora aplicando a segunda lei de Newton ao movimento horizontal do bloco , vamos ter:
Então, a tensão será dada por:
Onde , e é a aceleração encontrada anteriormente. Substituindo esses dados, temos:
Logo,
Passo 3
b) Agora aplicando a segunda lei de Newton ao bloco , vamos ter apenas a força de tensão na corda, ou seja:
Assim, substituindo os valores, temos:
Como uma abordagem alternativa, considere os dois blocos como um único sistema, o que torna a tensão uma força interna. A segunda lei de Newton fornece Colocando em números dá e resolvendo para teremos . Depois, bastaria aplicar a segunda lei de Newton a qualquer bloco, ou , e encontraremos a tensão.
Valeu, galera! Até a próxima! 😉