Um bloco A de massa MA está pendurado em uma corda leve inextensivel que, após passar por uma polia leve sem atrito, tem a outra extremidade atada a um bloco B de massa MB que está apoiado em um plano inclinado. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco B e o plano inclinado é mu. Os blocos estão se movendo juntos, de tal forma que o bloco A sobe e o bloco B desce o plano inclinado.
Dados: MA, MB, mu, theta e g.
b) Faça um diagrama de forças para o bloco B.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos dois blocos, o bloco $ A $ e o bloco $ B $, ligados por uma corda passando por uma polia. O bloco $ A $ está subindo enquanto o bloco $ B $ desce um plano inclinado. A pergunta é para fazermos o diagrama de forças do bloco $ B $. Para resolver isso, vamos precisar saber sobre as forças que atuam em um corpo sobre um plano inclinado, incluindo a força da gravidade, a força normal, a tensão na corda e a força de atrito.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar todas as forças que agem no bloco $ B $:
  1. Força da Gravidade ($ \vec{P} $): Essa é a força que a Terra exerce sobre o bloco $ B $ devido à sua massa. Ela aponta diretamente para baixo.
  2. Força Normal ($ \vec{N} $): É a força perpendicular ao plano inclinado que impede o bloco de “afundar” no plano. Ela é perpendicular à superfície do plano inclinado.
  3. Tensão na Corda ($ \vec{T} $): Esta é a força exercida pela corda que está conectada ao bloco $ A $. Como o bloco $ A $ está subindo, a tensão $ T $ está puxando o bloco $ B $ para cima ao longo do plano inclinado.
  4. Força de Atrito ($ \vec{f} $): Devido ao coeficiente de atrito cinético $ \mu $, há uma força que resiste ao movimento do bloco $ B $ descendo o plano. Essa força atua na direção oposta ao movimento.

Passo 3

Agora, vamos decompor a força da gravidade em duas componentes:
  • Paralela ao Plano Inclinado ($ \vec{P_{\parallel}} $): Essa componente faz o bloco $ B $ querer descer o plano.
    Pparal<=l
  • Perpendicular ao Plano Inclinado ($ \vec{P_{\perp}} $): Essa componente é equilibrada pela força normal.
    B

Passo 4

Com todas as forças identificadas e suas componentes, podemos desenhar o diagrama de forças para o bloco $ B $:
  • Para a Força da Gravidade ($ \vec{P} $): Desenha uma seta apontando diretamente para baixo.
  • Para a Força Normal ($ \vec{N} $): Desenha uma seta perpendicular ao plano inclinado, apontando para fora do plano.
  • Para a Tensão na Corda ($ \vec{T} $): Desenha uma seta ao longo do plano inclinado, puxando o bloco para cima.
  • Para a Força de Atrito ($ \vec{f} $): Desenha uma seta paralela ao plano inclinado, apontando para cima, já que o atrito resiste ao movimento para baixo.

Resposta

O diagrama de forças para o bloco $ B $ inclui:
  • Uma seta para baixo representando a força da gravidade ($ \vec{P} $).
  • Uma seta perpendicular ao plano inclinado para cima representando a força normal ($ \vec{N} $).
  • Uma seta ao longo do plano inclinando para cima representando a tensão na corda ($ \vec{T} $).
  • Uma seta paralela ao plano inclinando para cima representando a força de atrito ($ \vec{f} $).

Exercícios relacionados