Na figura abaixo, temos dois cilindros 1 e 2 que se movem puxados por uma força . Os dois cilindros são idênticos, e seus centros estão ligados por uma corda ideal. Os rolamentos são sem deslizamento. Podemos afirmar que:
a) A força de atrito sobre o cilindro 1 está no mesma direção e sentido da força , e a força de atrito sobre o cilindro 2 está na mesma direção e sentido oposto a esta força.
b) As forças de atrito sobre os cilindros 1 e 2 estão na mesma direção e mesmo sentido da força .
c) A força de atrito sobre o cilindro 1 está na mesma direção e sentido oposto ao da força , e a força de atrito sobre o cilindro 2 está na mesma direção e mesmo sentido desta força.
d) As forças de atrito sobre os cilindros 1 e 2 estão na mesma direção e mesmo sentido, oposto ao da força .
e) N.D.A.
Passo 1
Vamos supor que as duas estão para o mesmo lado como na figura abaixo:
Na figura da esquerda, vemos que a força é responsável pelo movimento de translação do cilindro enquanto a é a responsável pela rotação pois gera um torque que faz a roda girar no sentido horário.
Já no cilindro da direita, temos o torque da força de atrito e o da força , mas ainda não sabemos muito sobre essa , até analisar um pouco mais a fundo...
Passo 2
Vamos chamar o Newton pra ajudar!
Pela Segunda Lei de Newton, teremos:
Para o Cilindro 1
Para o Cilindro 2
Somando tudo, teremos:
Passo 3
Agora, usando o Newton para rotação, teremos:
Para o Cilindro 1
Para o Cilindro 2
Cortando tudo o que tem direito e e substituindo o que der, teremos:
Substituindo na ultima equação do passo anterior, vai ficar:
E como
Pois a massa é um valor positivo e o módulo da aceleração também é.
Encontramos, por fim, um módulo da Força de Atrito negativo:
O que indica que nossa indicação para a direção da força de atrito do cilindro da direita estava errada. Na verdade, essa força apontava o tempo todo para a direita.
Resposta
Letra A