Um bloco de 5 kg é puxado sobre uma superfície horizontal sem atrito por uma força constante de 20 N aplicada a um ângulo de
acima da horizontal. Determine a aceleração do bloco. Desenhe o diagrama de corpo livre.
Passo 1
Temos um bloco de massa
apoiado em uma superfície horizontal sem atrito, sendo puxado por uma força constante
aplicada a um ângulo
acima da horizontal. O objetivo é usar a segunda lei de Newton e decomposição de forças para encontrar a aceleração do bloco.
Passo 2
No diagrama de corpo livre estão as seguintes forças: o peso
apontando para baixo, a normal
apontando para cima e a força aplicada
a
acima da horizontal. Decompomos
em:
na direção horizontal e
na vertical.
Passo 3
Aplicando a segunda lei de Newton na direção vertical (sem movimento nessa direção), temos
, ou seja:
Passo 4
Passo 5
Agora aplicamos a segunda lei de Newton na direção horizontal, onde ocorre a aceleração
:
Passo 6
Passo 7
Substituindo
,
(
) e
: