Plano inclinado

Cesgranrio
Na figura, o carrinho se move ao longo do plano inclinado, sujeito apenas às interações gravitacionais e com a superfície do plano inclinado. Preso ao teto do carrinho existe um pêndulo simples cujo fio permanece perpendicular à direção do movimento do sistema.

(A figura é muito simples, assim como é descrita no enunciado: um plano inclinado (triang. retângulo) com um carrinho em cima. Nesse carrinho há um pêndulo, cujo fio forma um ângulo de 90º com o teto do carrinho, ou seja, o fio é perpendicular à direção do carrinho)

São feitas as seguintes afirmações:
I. O carrinho está descendo o plano inclinado
II. O movimento do carrinho é uniforme.
III.Nâo há atrito entre a superfície do plano inclinado e o carrinho.
Dessas afirmções, é(são) necessariamente verdadeira(s) apenas:
a)I e II
b)IeIII
c)I
d)II
e)III

Gab.: letra e

Não sei se essa questão já foi postada, porém descordo do gabarito. Na solução do livro está falando que a única maneira de a resultante das forças no carrinho ser na direção do plano inclinado é que a força do plano sobre o carrinho seja perpendicular ao plano, isto é, somente igual à normal.

O que acham? Como explicariam a afirmativa III?

Se houvesse atrito, ele só agiria sobre o carrinho. A bolinha não ficaria perpendicular. Carrinho e bolinha precisam estar sujeitos a Px na direção do deslocamento para terem a mesma aceleração.

Sem a imagem é complicado ... Acredito ser isso

A figura camarada leo


I - Errada - Faz a resultante das forças no pendulo , que será a soma vetorial da tração mais o peso do pendulo. Concluirá que ela estará orientada para baixo.

Não necessariamente ele desce acelerado mas também pode subir retardado.

II Errada - Se o movimento fosse uniforme o pêndulo estaria na vertical. O movimento é acelerado.

III Certa- Para que isso ocorra deve se ter a mesma orientação da resultante do pendulo e do carrinho . A resultante do carrinho será calculada através da soma vetorial da normal ( força vertical de contato entre o carrinho e o plano inclinado) e o peso . Se no caso tivesse a força de atrito , a orientação das resultantes não seria a mesma, logo a condição não seria estabelecida .

Espero ter ajudado. Um abraço e fique com Deus.

Caso haja dúvida não hesite em perguntar..

Glauber, e se o atrito fosse menor que o Px em uma situação de descida? A orientação seria no "sentido do ângulo alfa" em ambos os objetos.

Posso estar enganado, mas os objetos não deveriam se comportar como uma "queda livre" nessa direção?

Dei uma ajeitada no meu primeiro post. Não ficou claro que força = Px

Bem observado . Esperemos novas opiniões ...

Glauber, sua resposta da III foi igual ao do livro do professor. Mas vou mostrar como pode ser que exista atrito e mesmo assim a Fr esteja apontada para o sentido do plano:



O que acham? Como justificariam a III estar correta?

Revivendo o tópico kk
Eu não tinha entendido muito bem a III mas consegui chegar em algo que me ajudou a entender.
A resultante das forças no pêndulo vai ter direção paralela a rampa e com sentido para baixo, de intensidade F=P.sen
A resultante das forças que agem no carrinho deverá ter mesma orientação da força do pêndulo, com intensidade F=P.sen - Fat:
F=P.sen - Fat = P.sen - P.cos.u = P.(sen - cos.u)
Para o pêndulo permanecer na mesma posição em relação ao carrinho, os dois deverão ter mesma aceleração:
Acarrinho = Apêndulo
P(sen - cos.u)/M = P.sen/m
g(sen - cos.u) = g.sen
sen - cos.u = sen
cos.u=0
Ou seja, o coeficiente de atrito entre o carrinho e o plano inclinado será zero, inexistindo assim qualquer força de atrito.

Colocando o referencial dentro do vagão , surge uma aceleração oposta ao movimento de descida do vagão, pois o vagão se encontra em um mruv, isso se conclui a partir da parte do enunciado que diz “o pêndulo faz um ângulo de 90 graus com o teto do vagão “
Se não estivesse acelerado , o pêndulo ficaria na vertical em relação à horizontal , base do plano inclinado.
Como o pêndulo está em equilibro no referencial não  inercial deve se ter uma força que equilibre a tração do fio , causada por uma gravidade aparente dentro do vagao.
Observe a foto com a soma dos vetores das acelerações percebidas no referencial não inercial

Matheus, seria possivel me explicar o pq de vc ter chegado na conclusao de que o atrito é nulo a partir da soma vetorial das aceleracoes?