Física — Mecânica Múltipla Escolha

Considere dois blocos A e B, como na figura: Imagem de dois blocos A e B com forças F1 e F2 aplicadas em direções opostas O corpo A tem massa mA e o corpo B tem massa mB. Sendo $\vec{F1} = \vec{F2}$, a força na região entre os blocos A e B é de:

Considere dois blocos A e B, como na figura:

Imagem de dois blocos A e B com forças F1 e F2 aplicadas em direções opostas

O corpo A tem massa mA e o corpo B tem massa mB. Sendo \vec{F_1} = \vec{F_2}, a força na região entre os blocos A e B é de:

  1. 0
  2. \left|\vec{F_1}\right| + \left|\vec{F_2}\right|
  3. \left|\vec{F_1}\right| - \left|\vec{F_2}\right|
  4. \left|\vec{F_2}\right| - \left|\vec{F_1}\right|
  5. \left|\vec{F_2}\right|

Resolução completa

Explicação passo a passo

E
Alternativa E

Alternativa E - |\vec{F_2}|

Análise da Questão

Para resolver este problema, precisamos aplicar as Leis de Newton, especificamente focando no conceito de equilíbrio e forças internas (força de contato).

1. Comportamento do Sistema

O enunciado informa que os módulos das forças externas são iguais:
|\vec{F_1}| = |\vec{F_2}|

Como F_1 atua para a direita e F_2 atua para a esquerda com mesma intensidade, a força resultante sobre o sistema formado pelos dois blocos é nula:
\Sigma F_{ext} = F_1 - F_2 = 0

Isso significa que o sistema não possui aceleração. Ele está em equilíbrio estático (parado) ou movendo-se com velocidade constante. Assumiremos que está parado.

2. Isolamento dos Blocos (Diagrama de Corpo Livre)

Para encontrar a força na região entre os blocos (chamaremos de Força Normal de Contato, N), devemos analisar as forças que agem sobre apenas um dos blocos.

  • Analisando o Bloco A:
  • Existe a força externa F_1 empurrando para a direita.
  • Existe a força de contato N do bloco B empurrando o bloco A para a esquerda.
  • Como o bloco A está em equilíbrio (aceleração zero), a soma das forças horizontais deve ser zero:
    F_1 - N = 0 \Rightarrow N = F_1
  • Analisando o Bloco B:
  • Existe a força externa F_2 empurrando para a esquerda.
  • Existe a força de contato N' do bloco A empurrando o bloco B para a direita.
  • Como o bloco B também está em equilíbrio:
    N' - F_2 = 0 \Rightarrow N' = F_2

Pela Terceira Lei de Newton (Ação e Reação), a força que A exerce em B é igual em módulo à força que B exerce em A (N = N'). Portanto, a força na região de contato tem o mesmo módulo das forças aplicadas nas extremidades.

3. Conclusão

A força de compressão entre os blocos é exatamente igual à força que comprime cada bloco individualmente, pois eles estão parados.

  • Módulo da força de contato = |\vec{F_1}|
  • Módulo da força de contato = |\vec{F_2}|

Como |\vec{F_1}| = |\vec{F_2}|, ambas as expressões representam o valor correto. A única opção que corresponde a esse valor é a letra E.

Resumo:

  • A força de contato não é a soma (F_1 + F_2), nem a diferença (F_1 - F_2).
  • Ela é a força necessária para equilibrar a ação externa em cada bloco.
  • Resultado: N = |\vec{F_2}|.

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