Departamento de Física da Universidade de Coimbra
Licenciaturas em Física e Engenharia Física
Física Geral I
Problema TPC nº 10
Ano lectivo 2006/07
SOLUÇÃO
A figura representa um pequeno bloco de massa m = 1 kg que no instante t = 0 "aterra" com
velocidade horizontal de grandeza v0 = 1 m.s-1 sobre um bloco de massa M = 9 kg, o qual está
parado. Há atrito entre os dois
blocos; mas o bloco M pode deslizar
sem
atrito,
sobre
a
superfície
horizontal em que se apoia.
a) Identifique as forças que estão
aplicadas sobre cada um dos blocos.
b) Verifique que é nula a resultante das forças externas aplicadas sobre o sistema constituído pelos dois
blocos.
c) Calcule a velocidade final v1 com que os dois blocos ficam a deslocar-se. Admita que o bloco M é
suficientemente longo para o bloco m ficar retido sobre ele.
d) Mostre que as velocidades dos dois blocos podem ser
representadas graficamente de acordo com a figura ao lado.
e) Calcule o valor de t1 por dois processos e compare os resultados.
f) Determine a extensão do risco que o bloco m fez sobre o bloco
maior M.
Considere agora que, além do atrito entre os blocos, de
coeficiente μ1, há também atrito entre o bloco M e a superfície,
de coeficiente μ2.
g) Calcule a relação que deve existir entre μ1 e o coeficiente de
atrito estático μ2 para que o bloco M comece a mover-se.
h) Mostre que, se for verificada a relação entre coeficientes de
atrito determinada em g), as velocidades dos dois blocos
podem ser representadas graficamente de acordo com a
figura ao lado.
i) Calcule o instante de tempo t2, em que os dois blocos
passam a mover-se juntos, e também a velocidade v2.
j) Calcule o instante de tempo t3, em que os dois blocos param
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