Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Dinâmica Volume 2 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 3.4 - Ex. 15
Um trem é composto de uma locomotiva com e cem vagões com . Se a locomotiva exerce uma força de atrito de sobre os trilhos na partida do trem a partir do repouso, calcule as forças nos engates e . Suponha ausência de folga nos engates e despreze o atrito.
Passo 1
É importante ressaltar aqui que a força de atrito, nesse caso, é a força externa que causa o movimento do sistema. Por isso, podemos aplicar a Segunda Lei de Newton ao sistema como um todo, cuja massa é:
Então, colocando a força em e a massa em , temos:
Passo 2
Show! Agora, vamos chamar de a força exercida no engate , a força no engate , e assim por diante. Quando o trem se move com aceleração , cada parte dele também deve ter aceleração .
Então, que tal aplicar a Segunda Lei de Newton à locomotiva?
Também podemos aplicamos a Segunda Lei de Newton ao último vagão: