Massa mínima.
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Massa mínima.
Seja o dispositivo mostrado na figura. O atrito entre o corpo A e a superfície onde está apoiado é desprezível. Existe atrito entre os corpos A e C dado por μ = 0.2. Qual deve ser a massa mínima de C para que ele não deslize sobre A? Dados: ma = 5.0 kg e mb = 2,5 kg. A resposta é 5kg.
lima178963- Iniciante
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Data de inscrição : 07/01/2020
Re: Massa mínima.
Aplicando a 2ª Lei de Newton nos blocos A, B, C e A+C:
A)T-F_{at}=m_a.a \\ B)m_b.g-T=m_b.a \\ C) F_{at}=m_c.a \\ A+C) T = (m_a+m_c).a\\
Perceba que podemos encontrar a aceleração do bloco C no momento em que a força de atrito é máxima(que ocorre apenas se o sistema está se movimentando, pois é uma força de atrito):
m_c.\mu.g=m_c.a \rightarrow a=\mu.g = 2\:m/s^2
Para que o bloco C não deslize, o sistema deve ter a mesma aceleração que C:
B \: + (A+C) \rightarrow m_b.g-T+T=(m_a+m_b+m_c)a \rightarrow \frac{m_b.g}{a} - m_a - m_b=m_c \rightarrow m_c =\frac{2,5.10}{2} - 2,5 - 5,0 = 5kg
É possível pensar da seguinte forma:
Aumentando a massa de C, a aceleração do sistema diminui, a força de atrito máxima aumenta, mas como a aceleração está menor, a força de atrito será menor que a máxima.
Diminuindo a massa de C, a aceleração do sistema aumenta, a força de atrito máxima diminui, mas como a aceleração está maior, a força de atrito terá que ser alta, chegando em um ponto que quando a massa de C for muito baixa, o bloco irá deslizar.
Logo, como nós forçamos que a força de atrito em C era máxima, também forçamos aquele ser o ponto limiar do deslizamento, e encontramos a massa mínima de C.
Creio que seja isso.
Perceba que podemos encontrar a aceleração do bloco C no momento em que a força de atrito é máxima(que ocorre apenas se o sistema está se movimentando, pois é uma força de atrito):
Para que o bloco C não deslize, o sistema deve ter a mesma aceleração que C:
É possível pensar da seguinte forma:
Aumentando a massa de C, a aceleração do sistema diminui, a força de atrito máxima aumenta, mas como a aceleração está menor, a força de atrito será menor que a máxima.
Diminuindo a massa de C, a aceleração do sistema aumenta, a força de atrito máxima diminui, mas como a aceleração está maior, a força de atrito terá que ser alta, chegando em um ponto que quando a massa de C for muito baixa, o bloco irá deslizar.
Logo, como nós forçamos que a força de atrito em C era máxima, também forçamos aquele ser o ponto limiar do deslizamento, e encontramos a massa mínima de C.
Creio que seja isso.
Leonardo Mariano- Monitor
- Mensagens : 647
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Localização : Criciúma/SC
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