Bom dia, alguém sabe como resolver esse problema de fisica? Um caixote de massa m=100kg é empurrado por uma força horizontal F que o faz subir uma rampa sem atrito (ângulo= 30°) com velocidade constante. Quais são os módulos de: a) F b) da força que a rampa exerce sobre o caixote? Eu tenho a resposta de (a): 566N e de (b) 1,13x10³ mais nao sei como chegar a elas
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Primeiramente, vamos elaborar um diagrama para vizualizar o problema:
(a)
A força age horizontalmente fazendo o bloco suba o plano inclinado, onde o ângulo entre a rampa e a linha horizontal é de 30º. Como nos foi dito que o bloco sobe a rampa com velocidade constante, ou seja, não há aceleração na direção do movimento, logo, pela 2ºlei de Newton, a força resultante na direção do movimento deve ser nula.
A força resultante na direção do movimento, é composta por uma componente de \(F\) e por uma componente do peso do bloco, de acordo com a decomposição de forças mostrada abaixo:
A força resultante na direção do movimento é zero, implica que:
\(F_1+P_1=0\)
mas através de simples relações trigonométricas, podemos escrever:
\(F_1=F \cos 30º\)
\(P_1=P\cos 60º\)
Temos então que :
\(F \cos 30º+P \cos 60 =0\)
\(F \frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{mg}{2} =0\)
\(F \frac{\sqrt{3}}{2}+\frac{mg}{2} =0\)
\(F =-\frac{mg}{2} \frac{2}{\sqrt{3}}\)
Onde o sinal indica somente que o sentido é oposto da força peso.Tomando \(g=9,81\), e substituindo o valor fornecido para a massa, obtemos:
\(F=566\) N
(b)
Pela terceira lei de Newton, a força que a rampa faz sobre o bloco é igual em módulo, a força que o bloco faz sobre a rampa.A força total que o bloco faz sobre a rampa é composta pelas componentes de \(F\) e da força peso que são perpendiculares ao plano inclinado, ou seja, por\(F_2\) e \(P_2\). Temos então:
\(F_r=P_2+F_2\)
\(F_r=mg sen 60º+F sen30º\)
\(F_r=1132\) N
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