49. Os Problemas e mostram diagramas de corpo livre de dois sistemas em interação. Para cada um deles, você deve

1. Redigir um problema realista para o qual o par de diagramas correspondente seja correto. Verifique se a resposta pedida no enunciado é realmente consistente com o que os diagramas mostram.
2. Resolva o problema proposto

Vamos analisar o primeiro diagrama.

Forças verticais:

Primeira força vertical – A primeira força que vamos identificar nele é a força peso. Ela aponta na vertical para baixo e é dada por:

E no diagrama a gente pode ver que o valor da força peso é , sendo assim, para possuir esse valor . Ou seja, o primeiro diagrama representa um objeto com a massa de .

Segunda força vertical– A outra força vertical aponta verticalmente para cima e com o mesmo raciocínio anterior podemos ver que ela se trata da força normal.

Como a força normal e peso se cancelam não haverá nenhum movimento no eixo .

Forças horizontais:

Primeira força horizontal – Temos uma força apontando na horizontal para esquerda e a única coisa que sabemos é que ela forma um par ação/reação com a força no segundo diagrama, ou seja, provavelmente teremos nesse problema uma força de contato entre os dois objetos.

Segunda força horizontal – O diagrama dos dar apenas um valor para essa segunda força, mas não dá nenhuma informação, porém podemos dizer que essa força é o atrito entre o chão e o bloco e como temos o seu valor podemos descobrir o coeficiente de atrito cinético.

Agora vamos analisar o segundo diagrama.

Forças verticais:

Primeira força vertical –O segundo diagrama, que agora vamos chamar de diagrama do bloco , possui uma força vertical para baixo então podemos deduzir que essa força se trata da força peso. Sendo assim:

O segundo bloco possui massa de , ou seja,

Segunda força vertical – A outra força vertical aponta verticalmente para cima e com o mesmo raciocínio anterior podemos ver que ela se trata da força normal.

Como a força normal e peso se cancelam não haverá nenhum movimento no eixo .

Forças horizontais:

Primeira força horizontal O diagrama dos dar apenas um valor para essa segunda força, mas não dá nenhuma informação, porém podemos dizer que essa força é o atrito entre o chão e o bloco e como temos o seu valor podemos descobrir o coeficiente de atrito cinético.

Segunda força horizontal – Como falamos no passo anterior a força do bloco forma um par ação/reação com a força no bloco . Então vamos evitar confusão chamando a força que aparece no segundo diagrama de e a que aparece no primeiro diagrama de , mas lembrando que:

Vamos juntar todas informações que conseguimos e escrever bonitinho para definir um enunciado para o problema que ficará assim:

Um bloco de madeira de é colocado a esquerda de outro bloco de madeira de . Uma pessoa irá empurra o bloco a fim de que eles entrem em movimento com uma velocidade inicial de , mas em um dado momento, irá parar de empurrar e deixará os blocos continuarem o movimento. Assumindo que há atrito dos blocos com o chão onde os coeficientes de atrito cinético é de para o bloco e para o bloco , até onde os blocos viajam antes de parar?

Enfim podemos resolver o problema.

Nosso primeiro passo será usar a segunda lei de Newton nos dois casos, porém como falamos nos passos anteriores as forças verticais vão se anular e não vão gerar aceleração vertical, sendo assim vamos aplicar a segunda lei só para as forças horizontais.

Bloco :

Bloco :

Sabemos que o valor de , então vamos igualar as duas equações para descobrir o valor de .

Descobrindo :

Isolando :

Substituindo os valores que já conhecemos:

Agora que temos fica fácil achar a posição final.

Vamos usar a equação de Torricelli para descobrir a posição final.

Queremos saber a posição quando os blocos atingem o repouso e o enunciado diz que a velocidade inicial do bloco é de , ou seja: