IME/ITA(CFOINT 2019/2020) Dinâmica Tópico resolvido

Aqui deverão ser postadas questões desses vestibulares e de outras instituições militares (EN, CN, EsPCEx etc.).

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ALANSILVA
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(CFOINT 2019/2020) Dinâmica

Mensagem não lida por ALANSILVA »

A figura a seguir, em que as polias e os fios são ideais, ilustra uma montagem realizada num local onde a aceleração da gravidade é constante e igual a g, a resistência do ar e as dimensões dos blocos A, B, C e D são desprezíveis.
20190626_171626.png
20190626_171626.png (67.54 KiB) Exibido 6731 vezes

O bloco B desliza com atrito sobre a superfície de uma mesa plana e horizontal, e o bloco A desce verticalmente com aceleração constante de módulo a.
O bloco C desliza com atrito sobre o bloco B, e o bloco D desce verticalmente com aceleração constante de módulo 2a.
As massas dos blocos A, B e D são iguais, e a massa do bloco C é o triplo da massa do bloco A. Nessas condições, o coeficiente de atrito cinético, que é o mesmo para todas as superfícies em contato, pode ser expresso pela razão:

a) a/g
b) g/a
c) 2g/3a
d) 3a/2g

Última edição: caju (Qua 26 Jun, 2019 17:21). Total de 1 vez.
Razão: retirar caps lock do título.


No meio da dificuldade se encontra a oportunidade (Albert Einstein)

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Planck
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Re: (CFOINT 2019/2020) Dinâmica

Mensagem não lida por Planck »

Olá ALANSILVA,

Inicialmente, vamos analisar cada bloco e as forças em cada situação. Para o bloco [tex3]\text{B}[/tex3] , temos que ele está sujeito à força de tração exercida pelo bloco [tex3]\text{A}[/tex3] , além das forças de atrito. Nessa análise, podemos considerar que o bloco acelera para direita com a mesma aceleração do bloco [tex3]\text{A}[/tex3] :

[tex3]\text{T}_{\text{A}} - \text{F}_{\text{at, C}} - \text{F}_{\text{at, B}} = \text{m} \cdot \text{a} [/tex3]

Podemos desenvolver para:

[tex3]\text{T}_{\text{A}} - \mu \cdot \text{P}_{\text{C}}- \mu \cdot (\text{P}_{\text{C}} +\text{P}_{\text{B}}) = \text{m} \cdot \text{a} \\ \\
\text{T}_{\text{A}} - \mu \cdot 3 \cdot \text{m} \cdot \text{g}- \mu \cdot 4 \cdot \text{m} \cdot \text{g} = \text{m} \cdot \text{a} \\
\text{T}_{\text{A}} - \mu \cdot 7 \cdot \text{m} \cdot \text{g}= \text{m} \cdot \text{a} \\

[/tex3]

Vamos continuar nossa análise com o bloco [tex3]\text{A}[/tex3] , sujeito à tração exercida pelo bloco [tex3]\text{B}[/tex3] e seu próprio peso:

[tex3]\text{P}_{\text{A}} - \text{T}_{\text{A}} = \text{m} \cdot \text{a} \, \, \implies \, \, \begin{cases}\text{T}_{\text{A}} - \mu \cdot 7 \cdot \text{m} \cdot \text{g}= \text{m} \cdot \text{a} \\ \\ \text{P}_{\text{A}} - \text{T}_{\text{A}} = \text{m} \cdot \text{a} \end{cases} \, \, \implies \, \, \text{g} = 2\cdot \text{a} + \mu \cdot 7 \cdot \text{g}[/tex3]

Para o bloco [tex3]\text{C}[/tex3] , temos a força de tração exercida pelo bloco [tex3]\text{D}[/tex3] e o atrito, contrário à tendência de movimento do bloco:

[tex3]\text{T}_{\text{D}} - \text{F}_{\text{at, C}} = 3\cdot \text{m} \cdot 2\cdot \text{a} \, \, \implies \, \, \text{T}_{\text{D}} - \mu \cdot 3 \cdot \text{m} \cdot \text{g} = 6\cdot \text{m} \cdot \text{a}[/tex3]

Para o bloco [tex3]\text{D}[/tex3] , temos a força de tração exercida pelo bloco [tex3]\text{C}[/tex3] e o próprio peso do bloco considerado:

[tex3]\text{P}_{\text{D}} - \text{T}_{\text{D}} = 2\cdot \text{m} \cdot \text{a} \, \, \iff \, \, \text{m} \cdot \text{g} - \text{T}_{\text{D}} = 2\cdot \text{m} \cdot \text{a}[/tex3]

Disso, podemos fazer que:

[tex3]\begin{cases} \text{m} \cdot \text{g}- \text{T}_{\text{C}} = 2\cdot \text{m} \cdot \text{a} \\ \\
\text{T}_{\text{D}} - \mu \cdot 3 \cdot \text{m} \cdot \text{g} = 6\cdot \text{m} \cdot \text{a} \end{cases} \, \, \iff \, \, \text{T}_{\text{C}} = \text{T}_{\text{D}} \implies \text{m} \cdot \text{g} - \mu \cdot 3 \cdot \text{m} \cdot \text{g} = 8 \cdot \text{m} \cdot \text{a}[/tex3]

Com isso, obtemos que :

[tex3]\text{g} - \mu \cdot 3 \cdot \text{g} = 8 \cdot \text{a} \, \, \iff \, \, \text{g} = +\mu \cdot 3 \cdot \text{g} + 8 \cdot \text{a} [/tex3]

Assim, podemos igualar com a expressão que encontramos para [tex3]\text{g}[/tex3] :

[tex3]\mu \cdot 3 \cdot \text{g} + 8 \cdot \text{a} = 2\cdot \text{a} + \mu \cdot 7 \cdot \text{g} \, \, \, \, \Rightarrow \, \, \, \, {\color{forestgreen}\boxed{_{_{{⠀}_{⠀}}}\mu = \frac{3 \text{ a} }{2 \text{ g}}_{_{{⠀}_{⠀}}}^{{⠀}^{⠀}} } }[/tex3]

Última edição: Planck (Qua 26 Jun, 2019 23:17). Total de 2 vezes.



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Re: (CFOINT 2019/2020) Dinâmica

Mensagem não lida por ALANSILVA »

[tex3]T_A-\mu .P_C-\mu .(P_C+P_D)=m.a[/tex3]
Plank, ali na soma não seria [tex3]...(P_c+P_B)[/tex3]


No meio da dificuldade se encontra a oportunidade (Albert Einstein)

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Re: (CFOINT 2019/2020) Dinâmica

Mensagem não lida por Planck »

ALANSILVA escreveu:
Qua 26 Jun, 2019 23:12
[tex3]T_A-\mu .P_C-\mu .(P_C+P_D)=m.a[/tex3]
Plank, ali na soma não seria [tex3]...(P_c+P_B)[/tex3]
Exatamente, errei na digitação. :mrgreen:




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