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Aplicação das Leis de Newton

Física

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A maior dificuldade de estudantes de física do ensino médio é com relação à solução de problemas, nas mais diversas frentes da disciplina.
Apresentarei aqui a solução de um exercício sobre interação entre blocos, relacionado a aplicação das Leis de Newton.

Exemplo 1) (UF-PE) A figura abaixo mostra três blocos de massas mA = 1,0 kg, mB = 2,0 kg e mc = 3,0 kg. Os blocos se movem em conjunto, sob a ação de uma força F constante e horizontal, de módulo 4,2 N.

Desprezando o atrito, qual o módulo da força resultante sobre o bloco B?
a) 1,0 N
b) 1,4 N
c) 1,8 N
d) 2,2 N
e) 2,6 N

Solução.

Primeiramente devemos saber que F = m.a (Segunda lei de Newton). Devemos saber também, que os três corpos se movem com a mesma aceleração, e que essa aceleração tem a mesma direção e sentido da força F.

Assim podemos calcular a aceleração dos blocos pelo Sistema de Corpos Isolados (SCI)

Na figura abaixo representamos as forças que agem em A, B e C

Em que F é a força aplicada.
Fa no primeiro bloco é a reação de b em a devido a F.
Fa no segundo bloco é a ação de a em b devido a F 
Fc no segundo bloco é a reação de c em b devido a F
Fc no terceiro bloco é a ação de de b em c devido a F
n é a força normal e p é a força peso nos três casos

Simplificando-se os pesos com as forças de reação normal em cada caso temos que:

Como F = 4,2 N, temos:
4,2 = (1,0 + 2,0 + 3,0).a
a = 4,2/6
a = 0,7 m/s2

Encontrada a aceleração devemos encontrar o valor da resultante em B.

A resultante em B é: FB = FA – FC
Subtraído as equações B e C temos:

FA = (mB + mC) . a
FA = (2,0 + 3,0). 0,7
FA = 5,0 . 0,7
FA = 3,5 N

Encontrando o valor de FC

FC = mC . a
FC = 3,0 . 0,7
FC = 2,1 N

Assim:

FB = 3,5 – 2,1
FB = 1,4 N

Concluímos então que a força resultante em B é igual a 1,4 N.

Por Kléber Cavalcante
Graduado em Física
Equipe Brasil Escola

Mecânica - Física - Brasil Escola

DEIXE SEU COMENTÁRIO
  • karolsegunda-feira | 08/12/2014 17:03Hs
    gostei e quero mais!
  • Jadesegunda-feira | 27/10/2014 10:29Hs
    A questão foi boa, porém achei um meio mais rapido de resolver e queria saber se poderia fazer assim. F=m.a 4,2= (m1+m2+m3) . a 4,2= 6 .a a= 6/4,2 a=1,4N Mesmo eu sabendo que a aceleração é 0,7 poderia deixar assim?
    • Rafaelsexta-feira | 28/11/2014 23:29Hs
      poxa mais facil msm... vlw mina
      11 10
  • Isabelle Kainequinta-feira | 26/06/2014 11:44Hs
    ajudou muito, valeu.
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