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}|.