Forças entre blocos - Forças entre blocos e fios
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Forças entre blocos - Forças entre blocos e fios
Forças entre blocos
Consideremos a situação representada na Fig. 1 onde dois blocos A e B, encostados um no outro apoiados sobre uma superfície horizontal, são empurrados por uma força horizontal . Suponhamos que não haja atrito e que as massas de A e B sejam mA = 5,0 kg e mB = 2,0 kg. Suponhamos ainda que o módulo de
seja F = 28 N.
Para calcularmos a aceleração do conjunto, podemos considerar todo o conjunto como se fosse um único corpo ( Fig. 2 ) cuja massa m é dada por:
m = mA + mB = 5,0 kg + 2,0 kg = 7,0 kg
Pela segunda Lei de Newton temos:
F = m . a
28 = 7,0 . a
a = 4,0 m/s2
Vamos agora calcular a intensidade da força que um bloco faz sobre o outro. Para isso vamos imaginar os blocos separados como na Fig. 3
Ao aplicarmos sobre o bloco A a força , o bloco A "empurra" o bloco B aplicando a ele a força
. Pela Lei de Ação e Reação, o bloco B aplica sobre A a força
sendo:
|2| = |
1| = F1
Façamos um novo desenho marcando apenas as intensidades das forças (Fig. 4):
Para calcularmos o valor de F1 podemos usar o bloco A ou o bloco B. Vamos então aplicar a Segunda Lei de Newton ao bloco B:
F1 = mB . a
F1 = ( 2,0 kg ) ( 4,0 m/s2 )
F1 = 8,0 N
Se escolhêssemos o bloco B, teríamos:
Resultante = m . a
F - F1 = mB . a
28 - F1 = ( 5,0 ) ( 4,0 )
28 - F1 = 20
F1 = 8,0 N
Forças entre blocos e fios
Na Fig. 5 representamos dois blocos A e B, de massas mA = 8,0 kg e mB = 5,0 kg, ligados por uma corda C, de massa desprezível, isto é, mC = massa de C0
O bloco B é puxado pela força , de intensidade F = 52 N.
Para calcular a aceleração do conjunto podemos considerar esse conjunto como um único corpo de massa m dada por:
m = mA + mB = 8,0 kg + 5,0 kg = 13 kg
Aplicando a Segunda lei de newton:
F = m . a
52 = 13 . a
a = 4,0 m/s2
Imaginemos agora os blocos separados como mostra a Fig. 7.
Quando aplicamos sobre o bloco B a força , o bloco B puxa a corda por meio da força
. Pela lei da ação e Reação, a corda aplica sobre o bloco B a força
.
A corda por sua vez, puxa o bloco A por meio da força . Pela lei da ação e reação, o corpo A aplica sobre a corda a força
.
Façamos um novo desenho marcando as intensidades das forças (Fig. 8)
Aplicando a Segunda Lei de Newton à corda temos:
F1 - F2 = mC . a (I)
Mas, a corda tem massa desprezível, isto é, mC 0. Substituindo em I:
F1 - F2 = | mc . a |
![]() |
|
F1 - F2 ![]() |
0 . a |
F1 - F2 ![]() |
0 |
F1 ![]() |
Assim, quando a corda tem massa desprezível podemos admitir que, nos dois extremos da corda, as forças têm a mesma intensidade (Fig. 9)
As forças F1 e F2 são chamadas de trações. Assim, podemos admitir que numa corda (ou fio) de massa desprezível (fio ideal) nos dois extremos as trações têm a mesma intensidade.
Para calcular a intensidade da tração no fio podemos usar o bloco A ou B.
Consideremos o bloco A e apliquemos a Segunda Lei de Newton:
F1 = mA . a
F1 = (8,0 kg) (4,0 m/s2)s
F1 = 32 N
Se considerássemos o bloco B, obteríamos:
F - F1 = mB . a
52 - F1 = (5,0) (4,0)
52 - F1 = 20
F1 = 32 N
Sumário
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