Dois blocos, m1 e m2, conectados por uma corda inextensível e de massa desprezível sobre uma superficie com atrito deslizaram para baixo sobre um plano inclinado. A massa da polia é desprezível.
Elabore o diagrama de corpo isolado dos 2 blocos, indicando o sentido de aceleração do sistema.

Passo 1

Vamos lá! A questão pede para a gente elaborar os diagramas de corpo isolado (ou diagramas de corpo livre) dos dois blocos, m1 e m2, que estão conectados por uma corda sobre um plano inclinado com atrito. Além disso, precisamos indicar o sentido da aceleração do sistema. Vamos usar conceitos de forças e Newton para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um diagrama de corpo isolado. Basicamente, é um desenho que mostra todas as forças atuando em um objeto específico, sem mostrar o resto do ambiente. Isso ajuda a analisar quais forças estão influenciando o movimento do objeto.

Passo 3

Para cada bloco, precisamos identificar as forças que atuam nele. Vamos começar com o bloco m1 que está no plano inclinado:
  1. Força Peso ( P1): Puxa o bloco para baixo, na direção da gravidade.
  2. Força Normal ( N1): Perpendicular à superfície do plano inclinado, empurra o bloco contra o plano.
  3. Força de Atrito ( f1): Atua paralelamente ao plano inclinado, contrária ao movimento.
  4. Tensão da Corda ( T): Puxa o bloco para cima ao longo do plano inclinado.
Agora, para o bloco m2 que está pendurado:
  1. Força Peso ( P2): Puxa o bloco para baixo, na direção da gravidade.
  2. Tensão da Corda ( T): Puxa o bloco para cima.

Passo 4

Com as forças identificadas, precisamos analisar o sentido em que o sistema vai se mover, ou seja, a direção da aceleração. Para isso, vamos considerar o equilíbrio das forças:
  • No bloco m1, a força que tende a puxá-lo para baixo o plano é a componente do peso na direção do plano menos a tensão da corda e a força de atrito.
  • No bloco m2, a força que puxa para baixo é o peso menos a tensão da corda.
Se a força resultante puxando m2 para baixo for maior que a força resultante puxando m1 para baixo o plano, o sistema vai acelerar na direção em que m2 está sendo puxado para baixo, ou seja, para baixo.

Passo 5

Agora, vamos desenhar mentalmente os diagramas de corpo isolado:
  • Diagrama de m1:
    • Uma seta para baixo representando P1.
    • Uma seta perpendicular ao plano representando N1.
    • Uma seta para cima ao longo do plano representando T.
    • Uma seta para cima, mas paralela ao plano, representando a força de atrito f1.
    • A direção da aceleração é para baixo ao longo do plano.
  • Diagrama de m2:
    • Uma seta para baixo representando P2.
    • Uma seta para cima representando T.
    • A direção da aceleração é para baixo.

Resposta

Os diagramas de corpo isolado mostram que o sistema acelera na direção em que o bloco m2 está sendo puxado para baixo. Assim, a aceleração do sistema é para baixo no plano inclinado.

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