Um disco homogêneo, de massa
e raio
, montado em um eixo horizontal fixo, tem um bloco de massa
pendurado por uma corda, de massa desprezível, enrolada na borda do disco. A corda não escorrega e o atrito no eixo é desprezível. Determine: As forças que atuam no sistema;
Passo 1
Beleza, o enunciado diz o seguinte: temos um disco homogêneo de massa
e raio
, preso num eixo fixo sem atrito. Uma corda enrolada na borda do disco sustenta um bloco de massa
. A corda não escorrega e o atrito no eixo é desprezível.
Conteúdo da matéria: dinâmica de corpos (translação e rotação).
O que vamos precisar:
Conteúdo da matéria: dinâmica de corpos (translação e rotação).
O que vamos precisar:
- Noção de força peso (
); - Tensão na corda (
); - Reação de apoio do eixo no disco (
).
Passo 2
Para identificar as forças, a gente faz o famoso “diagrama de corpo livre” (DCL) de cada peça do sistema:
-
Bloco (massa
): - Peso do bloco:
- Tensão na corda:
- Peso do bloco:
-
Disco (massa
): - Peso do disco:
- Tensão da corda, que “puxa” tangencialmente na borda do disco:
- Reação do eixo fixo:
Como o eixo é sem atrito, ele só transmite força, sem momento resistente.
- Peso do disco:
Resposta
As forças que atuam no sistema são:
-
No bloco de massa
: - Peso
(para baixo) - Tensão
(para cima)
- Peso
-
No disco de massa
: - Peso
(para baixo) - Tensão
aplicada tangencialmente na borda - Reação do eixo
no centro do disco
- Peso