Dois corpos
e
, de massas iguais a 8 kg e 4 kg estão apoiados em uma superfície horizontal perfeitamente lisa. O fio que liga
a
é ideal, isto é, de massa desprezível e inexistente. Não há atrito entre o fio e a polia, considerada sem inércia. Adote
. Determine:
a) O diagrama de forças que atua no sistema.
b) A aceleração adquirida pelo sistema.
c) A intensidade da força de tração do fio.
a) O diagrama de forças que atua no sistema.
b) A aceleração adquirida pelo sistema.
c) A intensidade da força de tração do fio.
Passo 1
O enunciado descreve um sistema em que o corpo
(massa
kg) está sobre uma superfície horizontal sem atrito e ligado por um fio ideal, que passa por uma polia sem inércia, ao corpo
(massa
kg) que fica suspenso. Vamos usar o diagrama de forças e as leis de Newton para sólidos rígidos (segunda lei de Newton) para determinar a aceleração e a tração no fio.
Passo 2
Diagrama de forças (livre) para cada corpo:
– Para
:
Peso
para baixo.
Normal
para cima.
Tração
para a direita.
– Para
:
Peso
para baixo.
Tração
para cima.
Passo 3
Aplicando a segunda lei de Newton:
Para
(movimento horizontal para a direita):
Para
(movimento vertical para baixo):
Passo 4
Isolando
na primeira equação e substituindo na segunda:
Passo 5
Agora a tração:
Resposta
(a) Para
:
para baixo,
para cima e
para a direita.
Para :
para baixo e
para cima.
Para
(b)
(c)