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Enunciado

Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 5.Problemas Adicionais - Ex. 82

Na Fig. 5-64, uma força F → de módulo 12   N é aplicada a uma caixa de massa m 2 = 1,0   k g . A força é dirigida para cima paralelamente a um plano inclinado de ângulo θ = 37 ° . A caixa está ligada por uma corda a outra caixa de massa m 1 = 3,0   k g situada sobre o piso. O plano inclinado, o piso e a polia não tem atrito e as massas da polia e as massas da polia e da corda são desprezíveis. Qual é a tensão da corda?

Passo 1

Para determinara tensão na corda, inicialmente vamos determinar a aceleração com que os blocos se deslocam. Para isso, temos que perceber que se considerarmos o sistema com os dois blocos as forças externas que atuam na direção do movimento são uma componente da força peso do bloco 2 e a força F → . Então, escrevendo a segunda lei de Newton:

F - P 2 sin ⁡ θ = m 1 + m 2 a

Substituindo os valores conhecidos:

12 - 1 × 9,8 × sin ⁡ 37 ° = 3 + 1 a

Isolando o a :

a = 12 - 1 × 9,8 × sin ⁡ 37 ° 3 + 1 = 1,53   m / s 2

Passo 2

Com a aceleração em mãos, podemos aplicar a segunda lei de Newton para o bloco 1 na direção do movimento. Para tanto, temos que perceber que somente a tensão da corda atua nesta direção e, portanto:

T = m 1 a

Substituindo os valores:

T = 3 × 1,53 = 4,59   N

Resposta

T = 4,59   N

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