Um bloco de massa
repousa sobre um bloco de massa
. Um fio ideal passa por uma polia e puxa o sistema a partir do repouso. A polia tem aceleração horizontal de módulo
. O bloco
desliza sem atrito sobre a mesa; entre
e
há deslizamento com uma força de atrito de módulo constante
. Encontre a tensão
no fio em função de
e
.
Passo 1
O enunciado descreve dois blocos em contato: o bloco de massa
fica sobre o de massa
, que desliza sem atrito sobre a mesa. Entre
e
ocorre deslizamento com força de atrito de módulo constante
. Um fio ideal ligado a
passa por uma polia que se move horizontalmente com aceleração de módulo
, iniciando o movimento do sistema. Queremos a tensão
no fio em função de
,
,
e
.
Passo 2
Como o fio é inextensível e a polia acelera para a direita com aceleração
, o ponto do fio ligado a
também se move para a direita com aceleração
. Logo, no referencial da mesa (inercial), o bloco
tem aceleração horizontal
Passo 3
Desenhando o diagrama de corpo livre para
na direção horizontal, atuam:
– tensão puxando para a direita;
– força de atrito puxando para a esquerda (oposta ao deslizamento).
– tensão
– força de atrito
Passo 4
Pela segunda lei de Newton em
, tomando como positivo o sentido para a direita,
Isolando
,