Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Dinâmica- Ed: 9º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 70
Um bloco de 300 g é liberado do repouso em A e desliza com atrito ao longo da superfície mostrada na figura. Determine a força exercida sobre o bloco pela superfície (a) justamente antes de o bloco alcançar B, (b) imediatamente após ele passar por B.
Fonte: Beer – Dinâmica – 9ª ed
Passo 1
Fala aí, tudo bem?
Tudo tranquilo até aqui? Esperamos que sim haha!
Bem, vamos analisar o problema de utilizando nossa amiga conservação de energia.
Façamos nossas considerações:
- Pelo enunciado, podemos desconsiderar a velocidade do sistema em A, assim a energia cinética nesse momento será nula;
- O problema quer a força exercida sobre o bloco, ele está se referindo à Força Normal;
- Antes de encontrar a Força Normal, devemos utilizar a equação da conservação da energia para encontrar a velocidade em B;
- Considerando o ponto B como nosso referencial, a energia potencial gravitacional nesse instante também será nula, facilitando nossos cálculos.
Tudo certo? Então bora lá!
Passo 2
Letra a) Então, aplicando a conservação da energia, teremos somente:
Assim, antes do bloco alcançar B, pelo diagrama do corpo livre, podemos inferir que:
Passo 3
Letra b) Imediatamente após o bloco passar pelo ponto B, ele entra em movimento circular, onde a resultante das forças é a Força Centrípeta, dada por . Então:
Substituindo valores:
Resposta
Portanto:
Letra a)
Letra b)