Enunciado

  1. Qual dos diagramas de corpo livre da Figura 4-34 representa um bloco escorregadno para baixo sobre uma superfície inclinada sem atrito?
  2. Para o diagrama correto, identifique as forças, dizendo qual é a força de contato e qual é a força de ação à distância.
  3. Para cada força do diagrama correto, identifique a força de reação, o objeto sobre o qual ela atua e sua orientação.

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar cada item passo a passo. Temos um bloco escorregando sobre uma superfície inclinada sem atrito, então temos algo assim:

a) Se temos um bloco escorregando sobre uma superfície e sem atrito, vamos ter apenas duas forças:

- a força peso pois o bloco tem massa e está sob ação da gravidade

- a força normal, que surge do contato e entre o bloco e a superfície por onde ele desliza.

O único diagrama que apresenta apenas duas forças é o diagrama (c).

Passo 2

b) As forças atuantes são a força normal e a força gravitacional (força peso). Elas estão identificadas na figura abaixo:

Onde:

  • F N = força normal
  • F g = força gravitacional

A força normal está inclinada pois o objeto está em um plano inclinado, e ela deve ser normal à superfície. A força normal é uma força de contato.

O outro objeto que pode exercer força sobre o bloco é a Terra. A terra exerce uma força gravitacional para baixo e é uma força de ação à distância.

A magnitude a força normal é menor que a gravitacional pois ela vai ser uma força que se opõe a apenas uma porção da força peso. Ela se opõe a uma componente da força peso que está na mesma direção que a força normal.

Passo 3

c) Para o item (c) queremos a força de reação do bloco para cada força que atua sobre ele. As forças de reação, pela terceira lei de Newton, são forças de mesma magnitude mas sentido oposto:

Se um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, o corpo B vai ser exercer uma força sobre o corpo A, de mesma magnetidude mas sentido oposto. A partir disso, vamos analisar as duas forças que temos sobre o bloco,

A força normal é uma força que a superfície exerce perpendicularmente sobre o bloco, então a reação para a força normal é a força que o bloco exerce perpendicularmente à superfície inclinada. Ela tem sentido oposto a F N .

A força gravitacional é uma força que a Terra exerce sobre o bloco, o puxando para baixo. Assim, a reação para a força gravitacional é a força para cima que o bloco exerce sobre a Terra.

Resposta

a) diagrama c

b)

F N = força normal: força de contato

F g = força gravitacional: força à distância

c) Dicussão no passo 3

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