Exercícios Resolvidos de Força de Atrito

Halliday, David, Fundamentos de física, volume 1 - mecânica, 8 ed. Rio de Janeiro : TLC, 2008, pp. 144-22

Na Fig. 6-30, uma caixa de cereal Cheerios (massa m c = 1,0   k g ) e uma caixa de cereal Wheaties(massa m w = 3,0   k g ) são aceleradas sobre uma superfície horizontal por uma força F aplicada a caixa de cereal Cheerios. O módulo da força de atrito que age sobre a caixa de Cheerios é de 2,0   N , e o módulo da força de atrito que age sobre a caixa de Wheaties é de 4,0   N . Se o módulo de F é de 12   N , qual é o módulo da força que a caixa de Cheerios exerce sobre a caixa de Wheaties?

Passo 1

O normal a se fazer em questões com corpos em contato dessa maneira é partir pro braço e desenhar os diagramas de corpo livre. Essa não é diferente, mas temos que reparar uma coisa antes, porque se não chegaremos ao fim e faltará uma informação.

Os blocos andam juntos e, portanto, realizam o mesmo deslocamento. Isso garante que ambos os blocos possuem a mesma aceleração.

a c = a w = a

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Reparado o detalhe acima, podemos desenhar o diagrama de corpo livre de cada bloco. Começaremos com o do cereal Cheerios:

E aplicando a segunda lei de Newton, chegamos a:

F - N w c - F a t c = m c a

Substituindo os valores de F , F a t c e de m c , temos:

12 - N w c - 2 = a       ( E q   1 )

Já na caixa de Wheaties, temos o seguinte diagrama:

E aplicando novamente a segunda lei de Newton:

N c w - F a t w = m w a

Substituindo os valores de F a t w e de m w :

N c w - 4 = 3 a       ( E q .   2 )

Passo 3

Pela terceira lei de Newton, sabemos que:

N c w = N w c     ( E q   3 )

Juntando as E q s   1 ,   2 e 3 :

N c w - 4 = 3 12 - N c w - 2   4 N c w = 34 N c w = 34 4

Resposta

N c w = 8 , 5   N

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