Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo - Ex.
Três trenós estão sendo puxados horizontalmente sobre uma superfície de gelo horizontal e sem atrito, através de cordas horizontais (Figura ). A força de puxar é horizontal e possui módulo de . Ache
a) a aceleração do sistema e
b) a tensão nas cordas e .
Passo 1
Fala galera, tudo bem? Vou ajudar você aqui, vamos junto fazer esse exercício? Nós vamos usar a convenção de forças e aceleração positiva para a direita.
Letra a)
Para determinar a aceleração devemos olhar o sistema como um todo, como se fosse um bloco só de massa igual à soma massa total de todos os barcos. Considerando como uma massa gigante de , age nela apenas uma força pra direita de , o desenho fica:
A única força ao longo da direção do movimento é a força de “puxar”, representada em verde e ela vale . Usando a segunda lei temos:
Passo 2
Letra b)
Agora para determinar as tensões nos fios e devemos isolar algum bloco e aplicar a segunda lei nele, vou começar pelo fio , o barco de .
Para a direita temos a força de “puxar” de (em verde). Para a esquerda temos a força de tensão no fio que vamos chamar de (em azul). A aceleração a que ele está submetido é igual à aceleração do sistema e vale .
Aplicando a segunda lei temos:
Beleza?
Passo 3
Agora olhando para o barco de temos que apenas a força de tensão no fio (em roxo) é importante para o movimento. A aceleração é a mesma, já que o sistema se move todo em conjunto.
Então agora vamos aplicar para esse barco a segunda lei:
Show! Vamos pra próxima?