Questão Tópicos de Física

Na figura, o sistema está sujeito à ação da resultante externa F, paralela ao plano horizontal sobre o qual o carrinho está apoiado. Todos os atritos são irrelevantes e as inércias do fio e da polia são desprezíveis. As massas dos corpos A, B e C valem, respectivamente, 2,0 kg, 1,0 kg e 5,0 kg e, no local, o módulo da aceleração da gravidade é 10 m/s2.



Supondo que A esteja apenas encostado em C, determine a intensidade de F de modo que A e B não se movimentem em relação ao carrinho C.

Resposta:

Fiz assim:

T = 20N (O bloco A deve estar parado na vertical)

Analisando o bloco B:
20 = 1 . a
a = 20 m/s²

Analisando o bloco A:
F' -> módulo da força que C aplica em A e A aplica em C
F' = 2 . 20
F' = 40N

Analisando o bloco C:
F - F' = 5 . a

F - 40 = 5 . 20

F = 140 = 1,4 . 10² N

Alguém poderia me dizer o que fiz de errado?

Você esqueceu de considerar a força que a tração exerce no bloco C:


F - T - F' = 5a
F = 100 + 20 + 40
F = 160N

Dante, se liga!
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Questão abordada

O professor explica que, além das forças Fac (F de "a" em "c") e da força F, a força T também atua no bloco C.

Leonardo Mariano escreveu:Você esqueceu de considerar a força que a tração exerce no bloco C:


F - T - F' = 5a
F = 100 + 20 + 40
F = 160N

Você pode exemplificar como T atua em C, fiquei um pouco confuso, afinal, por T estar ligado a A e B, tenho dificuldades de visualizar que T atua em C.

Você poderia me explicar?

É como em um exercício de roldanas, a corda passa por ela exercendo uma força de tração T. Nesse caso a roldana faz parte do bloco C, então a força de tração que atua nela necessariamente atua em C.
Em outro caso, por exemplo:


A duas roldanas fazem parte da peça em formato de L, se fossemos montar a equação das forças na peça, essas trações teriam que ser consideradas, é o mesmo caso que acontece na questão.

Humm, restam algumas dúvidas básicas...

Se pelo fato de que a polia está ligada ao bloco c... 

Se há um "T" para esquerda e para baixo, como sei que T vai atuar em C diretamente para esquerda e não para baixo?

A direção da força vai depender de como o desenho está indicando. No caso da questão, o fio na polia que está ligado a B é horizontal, então a polia recebe uma força de tração na horizontal. Já a outra parte do fio que está ligado a A é vertical, então a polia também recebe uma força de tração na vertical. Logo o bloco C recebe uma força de tração com duas componentes, uma horizontal e uma vertical. 
Já no outro desenho que coloquei há uma força na horizontal e uma inclinada, a maneira como o fio está no desenho que indica a direção.

Agora entendi, obrigado.

Leonardo Mariano escreveu:A direção da força vai depender de como o desenho está indicando. No caso da questão, o fio na polia que está ligado a B é horizontal, então a polia recebe uma força de tração na horizontal. Já a outra parte do fio que está ligado a A é vertical, então a polia também recebe uma força de tração na vertical. Logo o bloco C recebe uma força de tração com duas componentes, uma horizontal e uma vertical. 
Já no outro desenho que coloquei há uma força na horizontal e uma inclinada, a maneira como o fio está no desenho que indica a direção.

Só consideramos, nesse caso, a força para esquerda porque é ela que está no plano horizontal da força F. A força T para baixo se anula com as outras forças verticais, logo, só consideramos no cálculo a força para esquerda.

É isso neh?

Sim, exatamente isso  .