"A Mecânica é o ramo da Física responsável pelo estudo dos movimentos dos corpos, bem como suas evoluções temporais e as equações matemáticas que os determinam. É um estudo de extrema importância, com inúmeras aplicações cotidianas, como na Geologia, com o estudo dos movimentos das placas tectônicas; na Medicina, com o estudo do mapeamento do fluxo de sangue; na Astronomia com as análises dos movimentos dos planetas etc". Neste sentido, considere o sistema da Figura 1, constituído de dois blocos, em que existe um fio inextensível e de massa desprezível, com uma polia que pode girar sem atrito em torno de seu eixo. Considerando a inércia de rotação também desprezível. As massas dos blocos A e B valem respectivamente mA= 5 kg e mB = 10 kg. Para fins de cálculo desconsidere o atrito e a resistência do ar na resolução da questão. Figura 1 - Sistema de dois blocos.
Na situação em que a aceleração da gravidade é adotada como sendo g = 10 m/s2, o valor do módulo da aceleração do sistema será em m/s2:
Escolha uma:
a.
3/10
b.
10/3
c.
3/20
d.
20/3
e.
1/5
Soluções para a tarefa
Alenativa correta: Letra D)
É dito que a figura se trata de dois blocos conectados por um fio inelastico em uma polia sem atrito e inercia de rotação desprezivel.
Assim, as únicas forças atuantes para descrever o sistema são as forças de tração e as forças pesos.
Colocando os blocos Ma e Mb em cada extremidade da corda, teremos as seguintes forças atuando em cada bloco:
No bloco a:
Peso a=Ma*g=5*10=50N
Tração= Ma*aceleração
No bloco b:
Peso b=Mb*g=10*10=100N
Tração= Mb*aceleração
Como o fio é inelastico, a tração de a para b é igual a traçao de b para a.
Além disso, a força peso e a força de aceleração atuam em sentidos opostos.
O corpo de maior massa é o bloco b e por isso, é de se esperar que ele mova para baixo (de forma acelerada).
Assim temos que a força resultante em b será
Peso b-Tração =Mb-aceleração
100N -Ma*aceleração = Mb*aceleração
100N =Ma*aceleração + Mb*aceleração
100N =(Ma+Mb)*aceleração
100N =15*aceleração
aceleração = 20/3