Enunciado

Um bloco de massa m   =   2,00   k g repousa na extremidade esquerda de outro de massa M   =   8,00   k g . O coeficiente do atrito cinético entre os dois blocos é 0,300 e a superfície em que o bloco de 8,00   k g repousa é sem atrito. Uma força horizontal constante de módulo F   =   10,0   N é aplicada ao bloco de 2,00   k g , colocando-o em movimento, como mostrado na Figura P5.55a. Se a distância L que a extremidade dianteira do bloco menor percorre sobre o maior é 3,00   m ,

  1. em qual intervalo de tempo o bloco menor chegará ao lado direito do de 8,00   k g , como mostrado na Figura P5.55b? (Observação: Ambos os blocos são colocados em movimento quando   F → é aplicada.)
  2. Qual é a distância que o bloco de 8,00   k g percorre no processo?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Vamos fazer uma questãozinha aqui?

Vem comigo e bora!

Letra a:

Primeiro, desenhe um diagrama de corpo livre do bloco de cima:

Uma vez que a y = 0 ,   n 1 = 19.6 N e

f k = μ k n 1 = 0.300 ( 19.6 N ) = 5.88 N

De Σ F x = m a T temos:

10.0 N - 5.88 N = 2.00 k g a T

a T = 2.06 m s 2

Para o bloco de cima. Agora desenhe um diagrama de corpo livre do bloco de baixo (imagem a cima) e observe que Σ F x = M a B nos dá:

f = 5.88 N = 8.00 k g a B

a B = 0.735 m s 2

Para o bloco de baixo.

No tempo t, a distância que cada bloco se move (começando do repouso) é:

d T = 1 2 a T t 2   e   d B = 1 2 a B t 2

Para o bloco de cima alcançar a borda direita do bloco de baixo, é necessário que d T = d B + L :

1 2 2.06 m s 2 t 2 = 1 2 0.735 m s 2 t 2 + 3.00 m

t = 2.13 s

Passo 2

Letra b:

De cima temos,

d B = 1 2 0.735 m s 2 ( 2.13 s ) 2 = 1.67 m

Resposta

  1. t = 2.13 s
  2. 1.67 m
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