Questão de atrito

No sistema esquematizado (uma imagem com um bloco maior de peso 2P apoiado no solo, um bloco menor de peso P em cima do maior e uma força F no bloco maior), nota-se um bloco de peso P apoiado em uma face  horizontal de um bloco de peso 2P; este, por sua vez, está apoiado em uma superfície horizontal. Os coeficientes de atrito entre os dois blocos e entre o bloco inferior e a superfície horizontal de apoio são iguais a u. Não se faz distinção entre os coeficientes de atrito estático e dinâmico. Acelera-se o sistema aplicando-se uma força horizontal ao bloco inferior, e aumenta-se gradativamente a intensidade dessa força. Quando essa força atinge certa intensidade F, o bloco superior está na iminência de deslizar sobre o bloco inferior. Determine, nessas condições, a intensidade de F.

R: F = 6uP

Olá andre.pina;

Calculando as forças que atuam no bloco de peso P:

Vertical: Força peso (P) com direção para baixo e força de reação normal (N) para cima, tendo somatório nulo.



Horizontal: Pela Lei da Inércia (Primeira Lei de Newton) sabemos que a força aplicada F tende a "deixar" o bloco de peso P para trás, como existe atrito entre a superfície de contato entre os dois blocos, é imprimida uma força de atrito estático (F_at) com mesma direção de F, visto que o comando da questão busca a situação de iminência. Aplicando a Segunda Lei de Newton:



Ou seja, como o bloco de peso P, está em cima do bloco 2P, os dois possuem a mesma aceleração provocada pela força F. Da primeira equação ainda podemos substituir que N = P.

Calculando as forças que atuam no bloco de peso 2P:

Vertical: Força peso (2P) com direção para baixo, força de reação normal (N) para baixo e a força de reação normal em contato com o solo, tendo somatório nulo.



Horizontal: Temos uma força de atrito cinético entre o solo e o peso 2P (F'_at) com direção contrária a F. Determinamos na componente horizontal do bloco de peso P uma força de atrito atuando de mesma orientação a F, pela Terceira Lei de Newton (Princípio do par Ação e Reação) esta mesma força atua no bloco de peso 2P com mesma direção, mesmo módulo e sentidos contrários (-F_at). Ainda temos a atuação da força F com direção ao movimento.









Espero ter ajudado! Qualquer coisa tamo ai.

Dificinha essa questão... Muito obrigado camarada

Pra facilitar um pouco a vida, utilizando a mesma aceleração calculada na primeira parte, na segunda parte onde calculamos as forças que atuam no bloco 2P, poderíamos considerar somente um bloco integral juntando o peso P com o peso 2P, nessa configuração fica mais simples, pois a força de atrito que atua entre os blocos são forças internas nesta analise. De maneira análoga as forças de atrito, temos ainda que a força de reação normal (N) que o bloco de peso P faz no bloco de peso 2P também é uma força interna, resultando na seguinte situação:

Vertical: Como estamos fazendo a união das massas, temos a força peso (3P) com direção para baixo, e a força de reação normal em contato com o solo (N'), tendo somatório nulo.



Horizontal: Como já citado por se tratarem de forças internas podemos ''desconsiderar'' as forças de atrito (F_at) entre os blocos, temos uma força F em direção ao movimento e uma força de atrito que o bloco de 3P faz com a superfície (F'_at), tendo resultante:



Acaba ficando mais simples os cálculos, apesar de que a primeira resolução considera todas as forças que atuam no sistema como um todo.