Enunciado

Um bloco de massa m a =   4,0   k g é colocado em cima de um outro bloco de massa m b   =   5,0   k g . Para fazer o bloco de cima deslizar sobre o bloco de baixo enquanto o segundo é mantido fixo, é preciso aplicar ao bloco de cima uma força horizontal de no mínimo 12   N . O conjunto de blocos é colocado sobre uma mesa horizontal sem atrito (Fig. 6-47). Determine o módulo (a) da maior força horizontal F que pode ser aplicada ao bloco de baixo sem que os blocos deixem de se mover juntos e (b) a aceleração resultante dos blocos

Passo 1

Então galera , o sistema é formado por duas caixas, uma em cima da outra. O nosso objetivo é calcular a força máxima que pode ser aplicada sem que os blocos deixem de se mover juntos . Para isso , temos que construir os diagramas de corpo livre dos dois blocos :

Em primeiro lugar, calculamos o coeficiente de atrito estático da superfície entre os dois blocos. Como uma força de no mínimo F m í n =   12   N deve ser aplicada ao bloco de cima para que deslize, F m í n i m o = f s , m á x = μ s F N 1 a = μ s m a g e , portanto,

μ s = F m í n i m o m a g = 12 N 4,0 k g 9,8 m s 2 = 0,31

Até aqui de boa , pessoal?

Usando o mesmo raciocínio, para que os dois blocos se movam juntos, a força aplicada ao bloco de baixo não deve ser maior que:

F = μ s F N , b = μ s m a + m b g

A última equação nos dá :

F = μ s m a + m b g = 0,31 4 k g + 5 k g 9,8 m s 2 = 27 N

Passo 2

Nós sabemos que a aceleração máxima com a qual os blocos se movem juntos é obtida através da relação :

a m á x = F m t + m b = μ s g = 0,31 9,8 m s 2 = 3,0 m / s 2

Resposta

F = 27 N

a m á x = 3,0 m / s 2

Tranquilo galera?? Bora resolver mais questões então

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