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Solucionário completo

Exercícios Resolvidos de Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade

Enunciado

Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - 4.Problemas - 45

Uma criança inventiva chamada Nick quer pegar uma maçã em uma árvore sem escalá-la. Sentado em uma cadeira conectada a uma corda que passa sobre uma polia sem atrito (Fig. P4.45), Nick puxa a ponta solta da corda com uma força tal que a balança de mola lê 250   N . O peso real de Nick é 320   N e a cadeira pesa 160   N . Os pés de Nick não estão tocando o chão.

  1. Desenhe um par de diagramas mostrando as forças para Nick e a cadeira considerados como sistemas separados, e outro diagrama para Nick e a cadeira considerados como um sistema.
  2. Mostre que a aceleração do sistema é para cima e encontre seu módulo.
  3. Encontre a força que o Nick exerce na cadeira.

Passo 1

E aiii galera, vamos fazer uma questão aqui?

Vem comigo!

Letra a:

Abaixo, temos os diagramas pedidos:

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Letra b:

Tomando para cima como a direção positiva, aplicamos a segunda lei de Newton ao sistema de Nick e a cadeira, então obtemos:

∑ F y = 2 T - F g = M a a = 2 T - F g M

Onde F g é o peso total do sistema e M é a massa total do sistema que são dados por:

F g = W N + W c = 320 + 160 = 480 N M = F g g = 480 9.8 = 48.98 k g

Então,

a = 2 250 - 480 48.98 = + 0.408 m / s 2 ∴ a = 0.408 m / s 2   p a r a   c i m a  

Passo 3

Letra c:

Aplicando a segunda lei de Newton à cadeira:

∑ F y = T - n - W c = m c a n = T - W c - m c a

Onde, m e = W c g = 160 9.8 = 16.33 k g :

n = 250 - 160 - 16.33 × 0.408 = 83.34 N ∴ n = 83.34 N

Resposta

  1. Ver diagrama
  2. a = 0.408 m / s 2   para cima
  3. n = 83.34 N

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