Física I(FB) Força de atrito Tópico resolvido

Mecânica: Estática e Dinâmica

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Deleted User 23699
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Abr 2021 27 15:47

(FB) Força de atrito

Mensagem não lida por Deleted User 23699 »

Na figura, massas m1, m2 e M são 20kg, 5kg e 50kg, respectivamente. O coeficiente de atrito entre M e terra é zero. O coeficiente de atrito entre m1 e M e entre m2 e solo é 0,3. As polias e as cordas são sem massa. A corda é perfeitamente horizontal entre P1 e m1 e também entre P2 e m2. A corda é perfeitamente vertical entre P1 e P2. Uma força horizontal F é aplicada na massa M. Use g = 10m/s²

b) Deixe a magnitude da força de fricção entre m1 e M ser f1 e que entre m2 e terra seja f2. Para uma força particular F é encontrado que f1=2f2. Encontre f1 e f2. Escreva equações de movimento de todas as massas. Encontre F, a tensão na corda e a aceleração das massas.
12.png
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Resposta

f1=30N, f2=15N, F=60N, T=18N, a=3/5 m/s². Só possuo esses gabaritos




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παθμ
5 - Mestre
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Re: (FB) Força de atrito

Mensagem não lida por παθμ »

a)
Screenshot 2023-10-26 114525.png
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b) Se as forças [tex3]f_1[/tex3] e [tex3]f_2[/tex3] fossem ambas de atrito cinético, teríamos [tex3]f_1= \mu m_1g[/tex3] e [tex3]f_2= \mu m_2 g,[/tex3] e teríamos [tex3]f_1=4f_2[/tex3] ao invés de [tex3]2f_2.[/tex3] Se as duas fossem de atrito estático, o sistema estaria parado. Além disso, se f_1 fosse cinético e f_2 fosse estático, teríamos [tex3]f_1=0,3 \times 200=60 \; \text{N},[/tex3] [tex3]f_2=30 \; \text{N}[/tex3] que é maior do que o [tex3]\mu m_2 g= 0,3 \times 50=15 \; \text{N},[/tex3] então isso não é possível. Logo, a força de atrito f_2 é cinética e f_1 é estática, e o bloco 1 move-se juntamente com o bloco M. Temos então [tex3]\boxed{f_2= \mu m_2 g=15 \; \text{N}}[/tex3] e [tex3]\boxed{f_1=30 \; \text{N}}.[/tex3]

Com o bloco 1 se movendo grudado ao bloco M, pelo vínculo da conservação do fio a aceleração de m_2 deve ser a mesma de M e m_1. Seja [tex3]a[/tex3] essa aceleração.

Bloco 2:[tex3]T-f_2=m_2a[/tex3] (Eq. 1)

Bloco 1: [tex3]f_1-T=m_1a[/tex3] (Eq. 2)

Somando: [tex3]f_1-f_2=(m_1+m_2)a \Longrightarrow 15=25a \Longrightarrow \boxed{a=\frac{3}{5} \; \text{m/s}^2}[/tex3]

Bloco M: [tex3]F-f_1=Ma \Longrightarrow F-30=30 \Longrightarrow \boxed{F=60 \; \text{N}}[/tex3]

Usando a equação 1: [tex3]T=m_2a+f_2 \Longrightarrow \boxed{T=18 \; \text{N}}[/tex3]




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