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Dois blocos deslizando como um. Dois blocos 1 e 2 estão deslizando por uma
prancha (vide Figura). Cada bloco tem a mesma massa m, mas os coeficientes de atrito
cinético entre os blocos e a superfície são diferentes, com    . O sistema acelera
rampa abaixo e a corda entre os blocos permanece tensa.




   (a) Mostre que a tensão na corda é:      (       )


   (b) Mostre que o módulo a da aceleração do sistema é:
                                    [           (       )    ]


   (c) Mostre que o sistema desce a rampa com velocidade constante quando            ,
       onde:

                                           [ (          )]



   Solução:

   (a) Dado que a corda se mantém tensa durante todo o movimento, pode-se escrever
       os seguintes diagramas de forças para os corpos livres:


       1:




                             𝑃
2:




                                 𝑃




Logo, definindo o sistema coordenado na direção de         :




Temos, então em Y:



                                                     (I)

                                                    (II)

E em X:



Para o corpo 1:                          (III)

Para o corpo 2:                         (IV)



Mas               , onde   é o vetor aceleração resultante do sistema.
Logo, trabalhando com os módulos dos vetores:

                                              |   |       |               |(V)

                                          |       |       |           | (VI)

Mas: | |    | |                   |   |       |       |                           (VII).



Tem-se ainda que:

                      |       |           |       | |                 |            |           | (VIII).

Substituindo-se então, (VII) em (VIII):



                  |       |                               |               |                                (IX)

Sabe-se ainda que                             |       |       |           |            .

Logo, pode-se reescrever (III) = (IV), trabalhando com os módulos:

                                                                                                                  (X)
Logo, manipulando-se devidamente a equação (X), chega-se ao resultado:

                                              (               )                       (XI)




   (b) Aplicando (XI) à equação                                                                               , tem-se que:



                                                                  (               )

Reagrupando os elementos, realizando as devidas somas, obtém-se:

                                          [                       (               )              ] (XII)



   (c) Para que o sistema se mova a velocidade constante, é preciso que a aceleração
       seja nula. Logo, a partir de (XII):

                                  [                   (                       )            ]        (XIII)
Dividindo (XIII) por   ,   , e como g 0:

                       [    (       )]
De onde obtém-se:

                            [ (          )]

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Questão 2

  • 1. Dois blocos deslizando como um. Dois blocos 1 e 2 estão deslizando por uma prancha (vide Figura). Cada bloco tem a mesma massa m, mas os coeficientes de atrito cinético entre os blocos e a superfície são diferentes, com . O sistema acelera rampa abaixo e a corda entre os blocos permanece tensa. (a) Mostre que a tensão na corda é: ( ) (b) Mostre que o módulo a da aceleração do sistema é: [ ( ) ] (c) Mostre que o sistema desce a rampa com velocidade constante quando , onde: [ ( )] Solução: (a) Dado que a corda se mantém tensa durante todo o movimento, pode-se escrever os seguintes diagramas de forças para os corpos livres: 1: 𝑃
  • 2. 2: 𝑃 Logo, definindo o sistema coordenado na direção de : Temos, então em Y: (I) (II) E em X: Para o corpo 1: (III) Para o corpo 2: (IV) Mas , onde é o vetor aceleração resultante do sistema.
  • 3. Logo, trabalhando com os módulos dos vetores: | | | |(V) | | | | (VI) Mas: | | | | | | | | (VII). Tem-se ainda que: | | | | | | | | (VIII). Substituindo-se então, (VII) em (VIII): | | | | (IX) Sabe-se ainda que | | | | . Logo, pode-se reescrever (III) = (IV), trabalhando com os módulos: (X) Logo, manipulando-se devidamente a equação (X), chega-se ao resultado: ( ) (XI) (b) Aplicando (XI) à equação , tem-se que: ( ) Reagrupando os elementos, realizando as devidas somas, obtém-se: [ ( ) ] (XII) (c) Para que o sistema se mova a velocidade constante, é preciso que a aceleração seja nula. Logo, a partir de (XII): [ ( ) ] (XIII)
  • 4. Dividindo (XIII) por , , e como g 0: [ ( )] De onde obtém-se: [ ( )]