Um bloco de massa
é colocado em cima de um outro bloco de massa
. Para fazer o bloco de cima deslizar sobre o bloco de baixo enquanto o segundo é mantido fixo, é preciso aplicar ao bloco de cima uma força horizontal de no mínimo 15 N sobre o bloco superior. O conjunto de blocos é colocado sobre uma mesa horizontal sem atrito. Determine o módulo (a) da maior força horizontal máxima que pode ser aplicada ao bloco de baixo sem que os blocos deixem de se mover juntos e (b) a aceleração do sistema.
Passo 1
O enunciado apresenta um bloco de massa
em cima de outro de massa
. Foi dado que, se o bloco de baixo estiver fixo, é preciso uma força horizontal de
aplicada ao bloco de cima para que ele comece a deslizar. Depois, coloca-se o conjunto sobre uma mesa sem atrito e pede-se (a) a maior força que podemos aplicar no bloco de baixo sem que ocorra deslizamento entre eles e (b) a aceleração resultante do sistema.
Conteúdo usado: atrito estático ( ) e segunda lei de Newton para sistemas.
Conteúdo usado: atrito estático (
Passo 2
Determinar o coeficiente de atrito estático
. No caso em que o bloco de baixo está fixo e o de cima está prestes a deslizar, a força de atrito máxima é
Como
e
, vem
Passo 3
Agora consideramos ambos os blocos sobre uma mesa sem atrito, puxando o bloco de baixo com força
. Para que não ocorra deslizamento, a força de atrito estático entre os blocos deve ser capaz de acelerar o bloco de cima:
No limite de não deslizamento,
, logo
Passo 4
A maior força
que podemos aplicar no bloco de baixo corresponde a acelerar todo o sistema
com
:
Resposta
(a)
(b)
(b)