Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 5.1 - Ex. 56
Uma massa de 100 kg é puxada sobre uma superfície sem atrito por uma força horizontal , de forma que sua aceleração é (figura abaixo). Uma massa de 20 kg desliza sobre o topo da massa de 100 kg e tem uma aceleração . (Deslizando, portanto, para trás em relação à massa de 100 kg.) (a) Qual é a força de atrito exercida pela massa de 100 kg sobre a massa de 20 kg? (b) Qual é a força resultante sobre a massa de 100 kg? Quanto vale a força ? (c) Depois que a massa de 20 kg cai para fora da massa de 100 kg, qual é a aceleração da massa de 100 kg? (Suponha a força inalterada.)
Passo 1
Letra (a)
Primeiro a gente faz o diagrama de forças para a massa de 20 kg. É muito importante a gente perceber que só tem uma força na horizontal, que é o atrito que a massa de 100 kg faz na de 20 kg.
Agora a gente joga os valores:
Passo 2
Letra (b)
Para a força resultante, a gente só precisa da aceleração e da massa, e isso a gente já tem:
Passo 3
Agora para força F. Vamos ver o diagramas de forças para o bloco de baixo.
As forças em y se cancelam, então a força resultante vem das forças que estão em x:
Vamos substituir os valores:
Passo 4
Letra (c)
Quando a massa de cima cai, a força F continua sendo de 680 N, só que agora só atua na massa de baixo:
Resposta
Letra (a):
Letra (b): e
Letra (c):