1. (UFRJ-1999) O bloco 1, de 4 kg, e o bloco 2, de 1 kg, repre...
apoiados sobreuma superfície plana e horizontal
Eles são acelerados pela força F horizontal, de
módulo igual a 10 N, aplicada ao bloco 1 e
passam a deslizar sobre a superficie com atrito
desprezível.
a) Determine a direção e o sentido da forca F12
exercida pelo bloco 1 sobre o bloco 2 e calcule
seu módulo.
b) Determine a direção e o sentido da forca F21
exercida pelo bloco 2 sobre o bloco 1 e calcule
seu módulo.
1 Resposta
Para resolver o problema, precisamos usar as leis de Newton. Dada a força ????F de 10 N aplicada ao bloco 1 e considerando que o atrito é desprezível, vamos determinar as forças ????12F12 e ????21F21.
(a) Força ????12F12
Primeiro, vamos calcular a aceleração do sistema. A força ????F é aplicada ao bloco 1, mas como os blocos estão justapostos e deslizam juntos, ambos compartilham a mesma aceleração ????a. A força total aplicada é usada para acelerar a massa total dos blocos.
????=(????1+????2)????F=(m1+m2)a
Substituindo os valores:
10=(4+1)????10=(4+1)a 10=5????10=5a ????=105a=510 ????=2 m/s2a=2m/s2
Agora que temos a aceleração, podemos calcular a força ????12F12 que o bloco 1 exerce sobre o bloco 2. Essa força é responsável por acelerar o bloco 2.
????12=????2⋅????F12=m2⋅a ????12=1⋅2F12=1⋅2 ????12=2 NF12=2N
A direção da força ????12F12 é horizontal e o sentido é da esquerda para a direita, a mesma direção e sentido da força aplicada ????F.
(b) Força ????21F21
Pela terceira lei de Newton, sabemos que a força que o bloco 2 exerce sobre o bloco 1 (????21F21) tem a mesma magnitude da força que o bloco 1 exerce sobre o bloco 2 (????12F12), mas em direção oposta.
Portanto:
????21=−????12F21=−F12
Em módulo:
????21=2 NF21=2N
A direção da força ????21F21 é horizontal, e o sentido é da direita para a esquerda (oposta à direção da força ????F).
Resumo
(a) A força ????12F12 exercida pelo bloco 1 sobre o bloco 2 tem direção horizontal, sentido da esquerda para a direita, e seu módulo é 2 N.
(b) A força ????21F21 exercida pelo bloco 2 sobre o bloco 1 tem direção horizontal, sentido da direita para a esquerda, e seu módulo é 2 N.
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