Um bloco
de 8 kg está ligado a um outro bloco
de 2 kg por um fio inextensível de massa desprezível, conforme a figura. O coeficiente de atrito cinemático na parte inclinada, que forma um ângulo de 53 graus com a horizontal é 0,5 e o atrito estático na rampa é de 0,96. Na superfície horizontal não tem atrito. Um força F de 20 N está sendo aplicada no bloco 2. Faça um diagrama das forças que atuam sobre os blocos.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você trouxe um exercício de Física que envolve dois blocos conectados por um fio em uma situação específica. O conteúdo aqui é de Mecânica, mais precisamente sobre Forças e Diagramas de Corpo Livre. Para resolver, vamos precisar identificar todas as forças que atuam em cada bloco e representá-las em um diagrama.
Passo 2
Primeiro, vamos focar no bloco m₁ de 8 kg, que está na parte inclinada. Quando temos um objeto em uma rampa, ele sente a força da gravidade, que pode ser dividida em duas partes: uma paralela à rampa e outra perpendicular a ela. A parte paralela tende a puxar o bloco para baixo ao longo da rampa, e a perpendicular é responsável pela força normal.
Passo 3
Além disso, como há atrito na rampa, precisamos considerar a força de atrito cinético, que ataca o movimento do bloco. Essa força é calculada multiplicando o coeficiente de atrito cinético (0,5) pela força normal que já mencionamos. E tem também a tensão no fio que conecta os dois blocos, que vai tentar puxar o bloco m₁ para cima da rampa.
Passo 4
Agora, vamos olhar para o bloco m₂ de 2 kg que está sobre a superfície horizontal. Aqui, a situação é um pouco mais simples porque não há atrito na superfície. As forças atuando no m₂ são: a força da gravidade puxando para baixo, a força normal da superfície empurrando para cima, a força aplicada de 20 N puxando o bloco, e a tensão no fio que está conectando ao m₁, que vai tentar puxar o bloco m₂ na direção oposta à força aplicada.
Passo 5
Para resumir, no diagrama de corpo livre de cada bloco, teremos:
- Bloco m₁:
- Peso § apontando para baixo.
- Força normal (N₁) perpendicular à rampa.
- Força de atrito (f₁) oposta ao movimento.
- Tensão no fio (T) puxando para cima da rampa.
- Bloco m₂:
- Peso § apontando para baixo.
- Força normal (N₂) para cima.
- Força aplicada (F) de 20 N para a direita.
- Tensão no fio (T) para a esquerda.
Resposta
Pronto! Esses são os diagramas de forças que atuam sobre os blocos m₁ e m₂.