Tipler, Mosca; Física Para Cientistas e Engenheiros; 6ª Ed. - Capítulo 5, Seção 1, Questão 43.
(Cap 5 – Ex 43) Um bloco de massa está sobre um plano inclinado de um angulo com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é . O bloco está amarrado a um segundo bloco de massa que pende livremente de um cordão que passa por uma polia sem massa e sem atrito (Figura abaixo). Depois que o segundo bloco caiu , qual é sua rapidez?
Passo 1
Faala, meu povo! Tudo bem com vocês? Partiu resolver mais um exercício?
Escolhemos um sistema de coordenadas no qual a direção esteja contrária a tendência de movimento do bloco . Podemos encontrar a velocidade do sistema quando ele move uma dada distância usando a equação de Torricelli. Vamos supor que a corda está sem massa e que está sempre esticada. Sobre a influência das forças mostradas nos diagramas de corpo livre abaixo, os blocos terão uma aceleração comum . A aplicação da segunda lei de Newton a cada bloco, seguida da eliminação da tensão e o uso da definição de força de atrito cinética nos permitirá determinar a aceleração do sistema.
Passo 2
Usaremos a equação de Torricelli para determinar a velocidade no eixo :
Como , considerando que o bloco começa em repouso, então temos:
Aplicando a segunda lei de Newton no bloco 1, temos para :
E para o eixo :
Como , e , então:
Passo 3
Aplicando a segunda lei de Newton no bloco 2, temos em :
Como , então:
Passo 4
Somando a última equação do passo 2 com a última do passo 3, temos:
Agora sim, substituindo na equação que tínhamos como resultado da equação de Torricelli:
Aplicando os valores dados pelo nosso enunciado:
Ah, como a Física é linda!
Para essa questão é isso pessoal! Bora resolver mais uma?
