Question

o bloco 1, de 4kg e o bloco 2, de 1kg representados na figura, estão justapostos e apoiados sobre uma superfície plana e horizontal. Eles são acelerados pela força horizontal F, de módulo igual a 10N, aplicada ao bloco 1 e passam a deslizar sobre a superfície com atrito desprezível.

a) determine a direção e o sentido da força f12 exercida pelo bloco 1 sobre o bloco 2 e calcule seu módulo.
b) determine a direção e o sentido da força f21 exercida pelo bloco 2 sobre o bloco 1 e calcule seu módulo.

Answer 1

Resposta:

A resposta correta é F1,2 = F2,1 = 2N

Explicação:

Primeiro faça o diagrama de corpo livre nos blocos:

Corpo 1:

Temos no corpo 1 a força F que é aplicada sobre ele, e a força 2,1 que feito pelo bloco 2 ao sofrer o "empurrão" do bloco 1. Logo:

Fr1 : F-F2,1 = m1 * a(resultante)

Corpo 2:

Temos no corpo 2 a força que 1 aplica em 2 sendo ela: F1,2. Logo:

Fr2 : F1,2 = m2 * a(resultante)

Agora iremos calcular a força resultante:

Como as forças de contato interno se anulam, a força resultante será apenas F levando em consideração a soma das massas do sistema:

Fr : F = (m1+m2)a

Vamos substituir nas fórmulas encontradas:

Achando a aceleração resultante: 10 = (4+1)a => a = 2m/s².

Achando F1,2: F1,2 = 1*2 = 2N

Para provar que F1,2 é igual a F2,1 iremos substituir também na fórmula do corpo 1: 10N - F2,1 = 4*2 => F2,1 = 10 - 8 = 2N

Answer 2

a) A direção e o sentido da força F₁₂ exercida pelo bloco 1 será de 1 para 2 e seu módulo será 2N.

b) A direção e o sentido da força F₂₁ exercida pelo bloco 2 será de 2 para 1 e seu módulo será 2N.

Segunda Lei de Newton

A força resultante que se aplica em um corpo determinará a intensidade da aceleração adquirida por ele.

Essa relação entre a força resultante e a aceleração dos corpos foi determinada pela Segunda Lei de newton, também conhecida como Princípio Fundamental da Dinâmica)

Para calcular a força resultante que deve ter como unidade padrão o Newton, utilizamos a equação-

Fr = m.a

Onde,

• Fr = Força resultante
• m = massa do corpo
• a = aceleração do corpo

As forças F12 e F21 são pares de ação e reação, logo elas terão o mesmo módulo, a mesma direção e sentidos contrários.

Calculando a aceleração dos blocos-

$F = a(m_{1} +m_2)\\\\a=\frac{10}{4+1}=2m/s^2$

Calculando o módulo dos pares de ação e reação F12 e F21-

$f_{12}=f_{21}\\f_{12} = m_2|a|\\f_{12} =1\cdot 2\\f_{12}=2N$

Saiba mais sobre a Segunda Lei de Newton em,

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