Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 5.9 - Ex. 52
Na Fig. 5-51a, uma força horizontal constante é aplicada ao bloco , que empurra um bloco com uma força de dirigida horizontalmente para a direita. Na Fig. 5-51, a mesma força é aplicada ao bloco ; desta vez, o bloco empurra o bloco com uma força de dirigida horizontalmente para a esquerda. Os blocos têm uma massa total de . Quais são os módulos (a) da aceleração na Fig. 5-51 e (b) da força ?
Passo 1
Este é um problema que envolve a segunda lei de Newton () e a também a terceira lei de Newton (ação e reação).
Para questões como essa, é bastante interessante sempre fazer o DCL de cada corpo e do sistema composto pelos dois corpos, vamos fazer o DCL dos dois casos, respectivamente:
Passo 2
Vamos analisar inicialmente o primeiro caso, para isso aplicaremos a segunda lei de Newton para o bloco , pois na componente atua somente a força de contato de em que já conhecemos o módulo. Assim:
Substituindo os valores conhecidos e isolando :
Segura essa equação aí e vamos caçar mais equações.
Passo 3
Vamos aplicar agora a segunda lei de Newton para o conjunto dos dois blocos:
Substituindo o valor da massa total e isolando :
Substituindo a na :
Passo 4
Faremos exatamente de maneira análoga aos passos anteriores para o segundo caso, lembrando que a força de contato de um bloco com o outro é . Então, aplicando a segunda lei de Newton para o bloco :
Substituindo a e a na equação acima:
Isolando :
Passo 5
Com o valor da massa do bloco calculada, podemos usar a para determinar a aceleração do problema:
Passo 6
Para determinar usaremos a
Deu trabalho, mas conseguimos!!! Vamos lá!!! O segredo é não ter medo de fazer conta!!!
Resposta
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