Considere m 1   =   4,0 k g e m 1   =   5,0 k g e o coeficiente de atrito cinético entre o plano e o bloco de 4,0   k g é μ e s t   =   0,24 . Encontre a magnitude da aceleração das massas e a tensão na corda.

Passo 1

Eaee!!! Belezinha? Bom... a questão nos dá um sistema de dois blocos de acordo com a seguinte figura:

Desejamos descobrir a velocidade do bloco quando o bloco m 2 cai 30   c m .

Mas antes disso, devemos verificar o diagrama de corpo livre de cada bloco e aplicar a Segunda Lei de Newton, que é dada por:

F = m a

Onde F é a força e m é a massa.

Não entendeu? Então bora junto 😉

Passo 2

Bom... fazendo o diagrama de corpo livre para os dois casos, temos:

Onde:

  • F N é a força normal;
  • P é o peso;
  • F a t é a força de atrito;
  • T é a tração da corda;
  • P x e P y são as componentes de P .

Passo 3

Pelo diagrama de corpo livre do bloco da primeira imagem e a Segunda Lei de Newton, podemos determinar a aceleração do sistema:

m 1 a = T - P x - F a t

Como F a t = m 1 g μ , temos:

T = m 1 a - m 1 g sin ⁡ 30 ° + μ cos ⁡ 30 °

Por outro lado, pelo diagrama de corpo livre do bloco da segunda imagem, temos:

- T + P ' = m 2 a

Substituindo T , temos:

- m 1 a - m 1 g sin ⁡ 30 ° + μ cos ⁡ 30 ° + m 2 g = m 2 a ∴

a = m 2 g - m 1 g sin ⁡ 30 ° + μ cos ⁡ 30 ° m 1 + m 2 ∴

a = 5 * 10 - 4 * 10 sin ⁡ 30 ° + 0 , 24 * cos ⁡ 30 ° 4 + 5 ∴

a = 2 , 41   m / s 2

Passo 4

Já para a tensão, temos:

- T + P ' = m 2 a ∴

T = m 2 g - m 2 a

T = 5 10 - 2,41 ∴

T = 37,95   N

Entendeu direitinho? Responde aee ;)

Resposta

a = 2,41   m / s 2

T = 37,95   N

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