O sistema mostrado está em repouso quando é aplicada uma força constante de 250 N ao bloco A. Desprezando as massas das polias e o efeito do atrito nas polias e considerando que os coeficientes de atrito entre o bloco A e a superfície horizontal são
e
. Determine a velocidade do bloco B após o deslocamento do bloco A em 2 m.
Passo 1
Beleza, vamos lá: temos um bloco A em repouso sobre uma mesa, ligado por um fio a um bloco B que fica pendurado. Aplicam uma força horizontal constante de
N em A. Entre A e a superfície existem atritos com coeficientes
(estático) e
(cinético). Queremos a velocidade de B depois que A desliza 2 m.
Conteúdo envolvido:
– Atrito (estático e cinético)
– Segunda lei de Newton (forças resultantes)
– Teorema do trabalho e energia cinética (ou cinemática com aceleração constante)
Você vai precisar das massas e
dos blocos e da aceleração da gravidade
.
Conteúdo envolvido:
– Atrito (estático e cinético)
– Segunda lei de Newton (forças resultantes)
– Teorema do trabalho e energia cinética (ou cinemática com aceleração constante)
Você vai precisar das massas
Passo 2
Primeiro, vê se a força consegue tirar o sistema do repouso. A resistência máxima do atrito estático em A vale
Além disso, o peso de B,
, “puxa” o sistema para trás. Para iniciar o movimento, precisamos de
Se isso acontecer, A começa a se mover.
Passo 3
Uma vez em movimento, o atrito sobre A é cinético, valendo
No sentido do deslocamento, temos duas forças resistindo:
e o peso de B,
. Logo, a força resultante que acelera o sistema é
Como A e B estão ligados, essa mesma aceleração
vale para ambos, e pela segunda lei de Newton (para o sistema A + B):
Passo 4
Sabendo que a aceleração é constante, usamos a equação de cinemática
como
e
m, fica
Substituindo
:
Resposta
A velocidade do bloco B depois de A deslizar 2 m é