O trem consiste de uma locomotiva E de 30   M g e dos vagões A ,   B e C , que têm massas de 15   M g , 10   M g e 8   M g , respectivamente. Se os trilhos proporcionam uma força de tração de F = 30   k N às rodas da locomotiva, determine a velocidade do trem quando t = 30   s , partindo do repouso. Além disso, descubra a força de interação horizontal em D entre a locomotiva E e o vagão A . Despreza a resistência ao rolamento.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

O diagrama de corpo livre do sistema é dado por:

Aplicando o principio do impulso e quantidade de movimento, temos:

m v 1 + ∑ ∫ t 1 t 2 F d t = m v 2

63000 0 + 30 10 3 30 = 63000 v

v = 14,29   m / s

Passo 2

Para descobrir a força de interação horizontal em D , temos:

Aplicando o principio do impulso e quantidade de movimento, temos:

m v 1 + ∑ ∫ t 1 t 2 F d t = m v 2

3 3000 0 + F D 30 = 3 3000 ( 14,29 )

F D = 15,7   k N

Resposta

v = 14,29   m / s

F D = 15,7   k N

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