Enunciado

Uma mola leve com constante de força 3,85   N / m é comprimida 8,00   c m quando é mantida entre um bloco de 0,250   k g à esquerda e um bloco de 0,500   k g à direita, ambos apoiados sobre uma superfície horizontal. A mola exerce uma força sobre cada bloco, tendendo a afastá-los. Os blocos são simultaneamente soltos a partir do repouso. Encontre a aceleração com a qual cada bloco começa a se mover, dado que o coeficiente de atrito cinético entre cada bloco e a superfície é

0 ,

0,100 e

0,462 .

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Vamos fazer mais uma questãozinha aqui?

Vem comigo!

A mola exerce em cada bloco uma força externa de magnitude:

F s = k x = 3.85 N m 0.08 m = 0.308 N

Seja a direção x à direita. Para o bloco leve à esquerda, as forças verticais são dadas por:

F g = m g = 0.250 k g 9.80 m s 2 = 2.45 N

E ∑ F y = 0 :

n - 2.45 N = 0

n = 2.45 N

Da mesma forma, para o bloco mais pesado:

n = F g = 0.500 k g 9.80 m s 2 = 4.90 N

Passo 2

Letra a:

Para o bloco da esquerda:

∑ F x = m a x , - 0.308 N = ( 0.250 k g ) a a = - 1.23 m s 2

Para o bloco mais pesado:

+ 0.308 N = 0.500 k g a

a = 0.616 m s 2

Passo 3

Letra b:

Para o bloco da esquerda:

f k = μ k n = 0.100 2.45 N = 0.245 N

∑ F x = m a x - 0.308 N + 0.245 N = ( 0.250 k g ) a a = - 0.252 m s 2   s e   a   f o r ç a   d o   a t r i t o   e s t á t i c o   n ã o   f o r   t ã o   g r a n d e

Para o bloco da direita:

f k = μ k n = 0.490 N

A força máxima de atrito estático seria maior, então nenhum movimento começaria e a aceleração é zero.

Passo 4

Letra c:

Bloco esquerdo:

f k = 0.462 2.45 N = 1.13 N

A força de atrito estático máximo seria maior, então a força da mola não produziria movimento deste bloco ou do bloco da direita, que poderia sentir ainda mais força de fricção. Para ambos, a = 0 .

Resposta

  1. a = 0.616 m s 2
  2. A força máxima de atrito estático seria maior, então nenhum movimento começaria e a aceleração é zero.
  3. A força de atrito estático máximo seria maior, então a força da mola não produziria movimento deste bloco ou do bloco da direita, que poderia sentir ainda mais força de fricção. Para ambos, a = 0 .
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