Física I ⇒ (Fuvest-SP) Trabalho e força elástica Tópico resolvido

[Epcar26]

Um menino puxa, com uma corda, na direção horizontal, um cachorro de brinquedo formado por duas partes, A e B, ligadas entre si por uma mola , como mostra a figura adiante. As partes A e B têm, respectivamente, massas ma=0,5 kg e mb= 1kg , sendo [tex3]\mu [/tex3]=0,3 o coeficiente de atrito cinético entre cada parte e o piso. A constante elástica da mola é k=10 N/m e , na posição relaxada, seu comprimento é Xo= 0,1 m.O Conjunto se move com velocidade constante de módulo v=0,1 m/s.

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Nessas condições, determine

a) O módulo T da força exercida pelo menino sobre a parte B.

Resposta

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4,5N

Minha dúvida: Por que a força exercida pelo garoto sobre a ponta da mola não é transmitida para a outra ponta ( parte A), visto que a força aplicada sobre uma mola é igual em todos os pontos da mola e consequentemente transmitida para a parte A.?

Agradeço a ajuda.

[AnthonyC]

Por que a força exercida pelo garoto sobre a ponta da mola não é transmitida para a outra ponta ( parte A), visto que a força aplicada sobre uma mola é igual em todos os pontos da mola e consequentemente transmitida para a parte A.?

Na verdade ela é transmitida, por essa razão que a parte A se move em conjunto com a parte B.

Na parte B, temos aplicadas tração, força de atrito e força elástica. Como o sistema se move com velocidade constante, então as acelerações são nulas. Pela Segunda Lei de Newton em [tex3]x[/tex3]:
[tex3]\sum F_{B,x}=0[/tex3]
[tex3]T-F_{at,B}-F_{el}=0[/tex3]

Na parte A, temos aplicadas força de atrito e força elástica. Pela Segunda Lei de Newton em [tex3]x[/tex3]:
[tex3]\sum F_{A,x}=0[/tex3]
[tex3]-F_{at,A}+F_{el}=0[/tex3]
[tex3]F_{el}=F_{at,A}[/tex3]

Logo:
[tex3]T-F_{at,B}-F_{el}=0[/tex3]
[tex3]T-F_{at,B}-F_{at,A}=0[/tex3]
[tex3]T=F_{at,A}+F_{at,B}[/tex3]
[tex3]T=\mu N_{A}+\mu N_{B}[/tex3]

Utilizando Segunda Lei de Newton na direção [tex3]y[/tex3]:
[tex3]N_A=m_Ag[/tex3]
[tex3]N_B=m_Bg[/tex3]

Logo:
[tex3]T=\mu N_{A}+\mu N_{B}[/tex3]
[tex3]T=\mu m_Ag+\mu m_{B}g[/tex3]
[tex3]T=0,3\cdot 0,5\cdot 10+0,3\cdot 1\cdot 10[/tex3]
[tex3]T=4,5\text{ N}[/tex3]