Duas caixas, uma de massa de 4,00 kg e outra de 6,00 kg, estão em repouso sobre a superfície sem atrito de um lago congelado, ligadas por uma corda leve Uma mulher usando um tênis áspero (de modo que ela possa exercer tração sobre o solo) puxa horizontalmente a caixa de 6,00 kg com uma força F que produz, uma aceleração de 2,50 m/s2. Qual é o módulo da força F? (b) Qual é a tensão T' na corda que conecta as duas caixas?
Separe as caixas. Em cada uma delas, desenhe as forças que atuam sobre ela. Não precisa desenhar as forças verticais,pois elas não contribuem para o movimento.
Caixa de 4kg: caixa 1
Caixa de 6kg: caixa 2
1-----------2--------->F : Não trabalhe nesta figura, trabalhe nas duas de baixo, depois, se necessário, junte-as em um sistema.
1----->T : T = m1.a = 4.2,5 = 10 N
T<-----2------>F : F - T = m2.a = 6.2,5 = 15 N
F - 10 = 15
F = 25 N
Resolvido.
Em casos mais complexos, ficaria melhor
Juntando as equações em um sistema:
T = m1.a
F - T = m2.a
Somando membro a membro as duas equações, temos:
F = (m1 + m2).a
F = (4 + 6).2,5
F = 25 N
Voltando a F - T, acharíamos T.
Vamos escrever as forças resultantes em cada caixa
Na caixa de massa 4,00 kg (caixa 1):
- temos que:
\(Fr=m1 \times a \\ T=m1 \times a\)
Na caixa de massa 6,00 kg (caixa 2)
- temos que:
\(Fr=m2 \times a \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (1) \\ F - T=m2 \times a\ \ \ (2)\)
Montando um sistema podemos achar a força F:
\(T=m1 \times a \\ F - T=m2 \times a\)
\(F=(m1+m2) \times a \\ F=(6+4) \times 2,50 \\ F= 25 \ N\)
A tensão na corda pode ser dada utilizando (1) ou (2)
\(T=m1 \times a\\ T=4 \times 2,50 \\ T=10 \ N\)
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