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Física

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O sistema representado na figura acima corresponde a um corpo 1, com massa 20 kg, apoiado sobre uma superfície plana horizontal, e um corpo 2, com massa de 6 kg, o qual está apoiado em um plano inclinado que faz 60° com a horizontal. O coeficiente de atrito cinético entre cada um dos corpos e a superfície de apoio é 0,1 Uma força F de 200 N, aplicada sobre o corpo 1, movimenta o sistema, e um sistema que não aparece na figura faz com que a direção da força F seja mantida constante e igual a 30° em relação à horizontal. Uma corda inextensível e de massa desprezível une os dois corpos por meio de uma polia. Considere que a massa e todas as formas de atrito na polia são desprezíveis. Também considere, para esta questão, a aceleração gravitacional como sendo de 2g = 10 m/s² e o cos 30° igual a 0,87. Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta a tensão na corda que une os dois corpos.

a) 12,4 N.
b) 48,4 N.
c) 62,5 N.
d) 80,3 N.
e) 120,6 N.
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Ensinando Através de Questões

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para calcular a tensão na corda que une os dois corpos, é necessário utilizar as leis de Newton. Primeiramente, é preciso calcular a força peso de cada corpo: - Corpo 1: P1 = m1 * g = 20 kg * 10 m/s² = 200 N - Corpo 2: P2 = m2 * g = 6 kg * 10 m/s² = 60 N Em seguida, é preciso calcular a força de atrito que atua em cada corpo: - Corpo 1: fat1 = μ * N1 = 0,1 * P1 = 20 N - Corpo 2: fat2 = μ * N2 = 0,1 * P2 = 6 N Onde μ é o coeficiente de atrito cinético e N é a força normal que atua em cada corpo. Agora, é possível calcular a aceleração do sistema: - F - T - fat1 = m1 * a - T - fat2 - P2 * sen(60°) = m2 * a Onde F é a força aplicada no corpo 1, T é a tensão na corda que une os dois corpos, a é a aceleração do sistema e sen(60°) é o seno do ângulo formado pelo plano inclinado. Substituindo as equações de fat1 e fat2, temos: - F - T - 20 = 20 * a - T - 6 - 30 = 6 * a Simplificando as equações, temos: - F - T = 20a + 20 - T - 36 = 6a Multiplicando a segunda equação por 10 e somando com a primeira, temos: - F - 10T + 360 = 80a Substituindo o valor de F (200 N), temos: - 200 - 10T + 360 = 80a - -10T + 560 = 80a - T = (560/10) - (80a/10) - T = 56 - 8a Agora, é possível calcular a aceleração do sistema substituindo T na segunda equação: - (56 - 8a) - 6 - 30 = 6a - 20a = 20 - a = 1 m/s² Por fim, substituindo o valor de a em T, temos: - T = 56 - 8 * 1 - T = 48 N Portanto, a alternativa correta é a letra b) 48,4 N.

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