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Alguém sabe resolver questões de blocos empilhados? Se alguém souber ajuda por favor, o enunciado esta ai na descrição.

Um sistema com três blocos empilhados, cada um com massa de 10 kg, encontra-se em repouso. O bloco superior é puxado por um força de 18 N, o bloco intermediário é empurrado por uma força de 100 N, e por fim, bloco inferior é puxado por uma força de 15 N. Os coeficientes de atrito estático e cinético entre todas as superfícies são μe = 0,3 e μc = 0,2, respectivamente. Determine a aceleração do bloco intermediário quando se aplicam as três forças horizontais simultâneamente. Justifique sua resposta.

💡 1 Resposta

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Gustavo Bahia

faça o diagrama de corpo livre, sempre separe os corpos.

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RD Resoluções

Como orientação do nosso sistema, vamos considerar "puxado" como sendo para a direita \((x>0)\) e "empurrado" como sendo para a esquerda. Vamos numerar os blocos de 1 a 3 de cima para baixo, de forma que para o bloco de cima, temos, nas direções vertical e horizontal, respectivmente:

\(N_{2->1}=m_1g = 100\\ F_1-A_{2->1} = 18-\mu_{2->1} N_{2->1} = 18-100\mu_{2->1} < 0\)

Portanto, dependendo do movimento do bloco 2, o bloco se move para a esquerda ou se mantém parado. Para o bloco 2, temos:

\(N_{1->2}+m_2g = N_{3->2}\Rightarrow N_{3->2} = 100(\mu_{1->2}+1)\\ F_2-A_{1->2}-A_{3->2} = 100-\mu_{1->2} N_{1->2}-\mu_{3->2} N_{3->2} = 100(1-\mu_{2->1}-(\mu_{2->1}+1)\mu_{3->2})\)

Dependendo dos coeficientes de atrito (estático ou dinâmico), as possibilidades desse resultado são:

\(F_2-A_{1->2}-A_{3->2} \in \{56\ N,44\ N,44\ N,31\ N\}\)

Todas as possibilidades são positivas, o que quer dizer que os atritos tanto com o bloco 1 quanto com o bloco 3 são dinâmicos:

\(F_2-A_{1->2}-A_{3->2} = 100(1-0,2-(0,2+1)0,2) = 100(0,8-0,24) = 56\ N\)

Essa resultante horizontal é a responsável por causar a aceleração do bloco 2:

\(56 = m_2a_2 = 10 a_2\Rightarrow\boxed{a_2=5,6\ m/s^2}\)

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