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1) (2,5) Um sistema é formado por um corpo de massa m1, suspenso verticalmente, ligado a um corpo de massa m2, apoiado sobre um plano inclinado de ...

1) (2,5) Um sistema é formado por um corpo de massa m1, suspenso verticalmente, ligado a um corpo de massa m2, apoiado sobre um plano inclinado de um ângulo α, que por sua vez está ligado a um corpo de massa m3, apoiado sobre um plano inclinado de um ângulo β. A ligação entre os corpos é feita por cordas inextensíveis de massas desprezíveis e através de polias ideais sem atrito. Sabendo que m1 = 2m2, pergunta-se, qual deve ser a razão das massas m2 para m3 de tal modo que o sistema desça com aceleração constante a.


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P2 - Eng. Civil - 2013-2 - 2ª chamada (prof Vanessa)
1 pág.

Mecânica Clássica Universidade Federal do Espírito SantoUniversidade Federal do Espírito Santo

Respostas

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Para resolver esse problema, podemos utilizar as leis de Newton e a conservação da energia mecânica. Primeiramente, vamos analisar o sistema m1 e m2. A força peso de m1 é igual a m1g, onde g é a aceleração da gravidade. A força peso de m2 é igual a m2g, e a força normal é igual a N = m2gcos(α), onde α é o ângulo do plano inclinado. Como o sistema está em equilíbrio, a força resultante é nula, ou seja: m1g - T = 0 (1) T - m2gcos(α) = 0 (2) Onde T é a tração na corda que liga m1 e m2. Substituindo (1) em (2), temos: m1g - m2gcos(α) = 0 2m2g - m2gcos(α) = 0 m2g(2 - cos(α)) = 0 Portanto, cos(α) = 2. Isso significa que o ângulo α é maior que 90 graus, o que não é possível. Logo, não há solução para esse sistema. Portanto, a resposta é que não há uma razão entre as massas m2 e m3 que permita que o sistema desça com aceleração constante.

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