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1 – Dois blocos A e B estão sobre um plano horizontal sem atrito ligados por um fio inextensível e de massa desprezível. Por meio da força $\overrightarrow{F}$ de módulo F = 40 N, horizontal, o bloco A é puxado para direita, como mostra a figura abaixo.
Sendo mA = 5,0 kg e mB = 3,0 kg, determine, em módulo:
(a) A aceleração do conjunto;
(b) A tração no fio.
Resolução live_help
(a) Note que os pesos dos blocos A e B são equilibrados pelas forças normais exercidas pelo plano, a força resultante será a força $\overrightarrow{F}$.
Aplicando a segunda lei de Newton em módulo a esse sistema isolado, obtemos:
$F_{R} = ma \Rightarrow 40 = ( 5,0 + 3,0 ) a \Rightarrow a = 5,0 m/s^{2}$
(b) Para encontrarmos a tração no fio, vamos primeiro isolar o fio que liga os dois blocos.
Note na Figura 14 que o fio é puxado para a direita pelo bloco A com uma força $\overrightarrow{T}_{AB}$ e, para a esquerda, pelo bloco B por uma força de reação $\overrightarrow{T}\prime_{AB}$. Vamos aplicar a segunda lei de Newton para as forças exercidas no fio, temos:
$F_{R} = ma \Rightarrow T_{AB} - T^{\prime}_{BA} = m_{fio}a$
Como a massa do fio é desprezível ( $m_{fio} = 0$ ). Portanto:
$T_{AB} - T^{\prime}_{BA} = 0 \Rightarrow T_{AB} = T^{\prime}_{BA}$
Observe que a força de tração exercida pelo bloco A sobre o fio tem o mesmo módulo que a exercida pelo bloco B.
Para encontrar o módulo de $T^{\prime}_{AB}$, a força de tração que o fio exerce sobre o bloco A. Vamos isolar o bloco A, dessa forma, temos:
$F_{R} = ma \Rightarrow F - T^{\prime}_{AB} = m_{A}a \Rightarrow T^{\prime}_{AB} = 40 - 5 \cdot 5 = 15 N$
Em seguida, vamos aplicar a segunda lei de Newton ao bloco B, então:
$F_{R} = ma \Rightarrow T_{BA} = m_{B}a \Rightarrow T_{BA} = 3 \cdot 5 = 15 N$
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