Enunciado

Na Fig. 6-27, uma caixa de cereais Cheerios (massa m c = 1,0   k g ) e uma caixa de cereais Wheaties (massa m w = 3,0   k g ) são aceleradas sobre uma superfície horizontal por uma força horizontal F → aplicada à caixa de ceral Cheerios. O módulo da força de atrito que age sobre a caixa de Cheerios é 2,0   N e o módulo da força de atrito que age sobre a caixa de Wheaties é 4,0   N . Se o módulo de F → é 12   N , qual é o módulo da força que a caixa de Cheerios exerce sobre a caixa de Wheaties?

Passo 1

Para resolver esse exercício devemos perceber que, ao considerar o sistema formado pelas duas caixas, as únicas forças externas que atuam no eixo x paralelo ao solo são a força de atrito da caixa de Cheerios ( f C = 2   N ), a força de atrito da caixa de Wheaties ( f W = 4   N ) e a força F → aplicada na caixa de Cheerios.

Assim, podemos aplicar a segunda lei de Newton para o eixo x desse sistema:

F - f c - f w = m c + m w a x

Substituindo os valores conhecidos e isolando a x :

a x = 12 - 2 - 4 1 + 3 = 1,5   m / s 2

Passo 2

Com a aceleração do sistema calculada, podemos agora aplicar a segunda lei de Newton para uma das caixas. Para tanto, usarei a caixa de Wheaties, pois no eixo x só atuam duas forças: a força de atrito e a força de contato. Assim:

F c w - f w = m w a x

Isolando F c w e substituindo os valores conhecidos:

F c w = 3 × 1,5 + 4 = 8,5   N

Portanto, o módulo da força que a caixa de Cheerios exerce sobre a caixa de Wheaties é 8,5   N .

Resposta

F c w = 8,5   N

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