Uma força
é aplicada em um bloco de massa
que se desloca sobre um plano inclinado, cujo ângulo vale
. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano vale
.
Elabore o diagrama de corpo isolado do bloco;
Elabore o diagrama de corpo isolado do bloco;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que temos um bloco de massa
sendo puxado por uma força
em um plano inclinado com ângulo
. Além disso, há um atrito cinético entre o bloco e o plano, com coeficiente
. Nosso objetivo é elaborar o diagrama de corpo isolado desse bloco. Para isso, vamos precisar entender quais forças atuam no bloco e como representá-las.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar todas as forças que atuam no bloco. Em um diagrama de corpo isolado, a gente desenha o bloco e mostra todas as forças que agem sobre ele. No caso, temos:
-
Força Peso (
): Essa é a força devido à gravidade, que puxa o bloco para baixo. Ela é igual a , onde é a aceleração da gravidade. -
Força Aplicada (
): Segundo o enunciado, essa força é e está puxando o bloco na direção do plano inclinado. -
Força Normal (
): Essa é a força que o plano exerce perpendicularmente sobre o bloco, impedindo que ele afunde no plano. -
Força de Atrito (
): Devido ao atrito cinético, essa força resiste ao movimento do bloco e é calculada por .
Passo 3
Agora, vamos decompor a força peso (
) em duas componentes, porque o plano está inclinado:
-
Componente Paralela (
): Essa componente puxa o bloco para baixo ao longo do plano e é dada por . -
Componente Perpendicular (
): Essa componente atua perpendicularmente ao plano e é dada por .
Passo 4
Com as forças identificadas e suas componentes, podemos desenhar o diagrama de corpo isolado:
- Desenhe um bloco representando o objeto.
- Aplique a força peso
apontando diretamente para baixo. - Decomponha
em (paralela ao plano) e (perpendicular ao plano). - A força normal
atua perpendicularmente ao plano, equilibrando . - A força aplicada
atua ao longo do plano, puxando o bloco para cima. - A força de atrito
atua contrariamente ao movimento, ou seja, para baixo do plano.
Resposta
O diagrama de corpo isolado do bloco inclui:
- A força peso
apontando para baixo, decomposta em (paralela ao plano) e (perpendicular ao plano). - A força normal
perpendicularmente ao plano. - A força aplicada
puxando o bloco para cima do plano. - A força de atrito
atuando para baixo do plano.