Dois discos de massas 2 m e 3 m estão ligados por uma barra rígida de massa 5 m sobre uma mesa horizontal lisa. Uma força F → paralela ao plano da mesa está aplicada sobre o primeiro disco em um certo instante, como mostra a figura (da mesa vista de cima). Nesse instante, a aceleração do centro de massa do sistema constituído pelos discos e pela barra

(a) F → 5 m

(b) F → 10 m

(c) F → 3 m

(d) F → 2 m

(e) F → 8 m

Passo 1

A força está sendo aplicada no disco da esquerda, mas ele faz parte do sistema, né? Então a força está sendo aplicada no sistema e podemos usar diretamente a 2ª lei de Newton!

Nesse tipo de questão temos sempre que considerar o sistema como um todo.

Passo 2

O sistema não tem nenhum movimento no plano perpendicular à mesa, e, no plano da mesa, a única força atuando é a F → , logo:

F → = M a → C M

sendo M a massa total do sistema e a → C M a aceleração do seu centro de massa.

Passo 3

A massa total do sistema é a soma das massas dos discos e da barra, ou seja:

M = 3 m + 5 m + 2 m = 10 m

Então obtemos

F → = 10 m a → C M

⇒ a → C M = F → 10 m

Resposta

Alternativa (b)

Exercícios de Livros Relacionados

Uma força horizontal constante F → a empurra um pacote dos correios de 2,00   k g sobre um piso sem atrito onde um sistema de coordenadas   x y foi desenhado. A Fig. 5-37 mostra as...
Propulsão solar. Um "iate solar'' é uma nave espacial com uma grande vela que é empurrada pela luz do Sol. Embora esse empurrão seja fraco em circunstâncias normais, pode ser sufic...
Existem duas forças horizontais atuando na caixa de 2,00   k g da Fig. 5-39, mas a vista superior mostra apenas uma (de módulo F 1 = 20   N ). A caixa se move ao longo do eixo x . ...
Duas forças horizontais agem sobre um bloco de madeira de 2,0   k g que pode deslizar sem atrito em uma bancada de cozinha, situada em um plano x y . Uma das forças é   F → 1 =   3...