Física
Mecânica
Bloco apoiado no plano
Borges e Nicolau
No esquema da figura, o bloco A está apoiado em um plano horizontal. Despreze a resistência do ar e considere os fios e as polias ideais. Os blocos A e B têm massas respectivamente iguais a 4,0 kg e 2,0 kg.
É dada a aceleração da gravidade g = 10 m/s2.
a) Para que o sistema fique em equilíbrio, qual deve ser o valor mínimo do coeficiente de atrito entre o bloco A e o plano de apoio?
b) Considere que o sistema seja abandonado em repouso e que não exista atrito entre o bloco A e o plano de apoio. Quais são os módulos das acelerações adquiridas por A e B?
Resolução:a) Forças que agem nos blocos A e B e na polia móvel:
Equilíbrio de B: T = P
B = m
B.g = 20 N
Equilíbrio da polia móvel: T? + T? = T => T? = T/2 = 10 N
Equilíbrio de A: F
NA = P
A = m
A.g = 40 N
F
at = T? => F
at = 10 N
O coeficiente de atrito mínimo corresponde à iminência de movimento de A:
Fat = ?.PA => 10 = ?.40 => ? = 0,25b) Quando o bloco B desce a distância x, o bloco A percorre a distância 2x. Logo a velocidade de A é o dobro da velocidade de B e consequentemente a aceleração de A é o dobro da aceleração de B: a
A= 2a
BSegunda Lei de Newton:
Bloco B: P
B - T = m
B.a
B (1)
Bloco A: T/2 = m
A.a
A => T = 2m
A.2a
B => T = 4m
A.a
B (2)
(1)+(2): P
B = m
B.a
B + 4m
A.a
B => 20 = 2,0.a
B + 4.4,0.a
B =>
aB = 10/9 m/s2 e aA = 20/9 m/s2
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