Um cordão passa por uma massa sem peso e sem atrito de 200g 300g está presa às extremidades ou a distância que ele se moverá durante o 5º segundo após o início?
Veja como resolver esse problema:
1. Compreendendo a configuração *
Polia: A polia é sem atrito e sem peso, o que significa que não resiste ao movimento e não contribui para as forças do sistema.
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massas: Você tem duas massas, uma dos 200g (0,2 kg) e a outra de 300g (0,3 kg).
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cordão: Presume -se que o cordão seja inigualável (não estica) e sem massa.
2. Forças envolvidas *
Gravidade: A única força que age sobre as massas é a gravidade. A massa mais pesada (300g) experimenta uma força descendente mais forte, fazendo com que o sistema acelere.
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tensão: O cordão exerce uma força de tensão ascendente em ambas as massas, igual em magnitude, mas oposta na direção.
3. Encontrando a aceleração *
Força líquida no sistema: A força líquida que causa a aceleração é a diferença nas forças gravitacionais nas duas massas.
* F_net =(0,3 kg * 9,8 m/s²) - (0,2 kg * 9,8 m/s²) =0,98 n
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Aceleração: Usando a segunda lei de Newton (f =ma), podemos encontrar a aceleração do sistema:
* a =f_net / (massa total) =0,98 n / (0,3 kg + 0,2 kg) =1,96 m / s²
4. Movimento durante o 5º segundo Como as massas estão acelerando uniformemente, podemos usar as equações de movimento para encontrar a distância percorrida durante o 5º segundo.
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Primeiro, encontre a distância percorrida nos primeiros 4 segundos: * d =ut + (1/2) at² (onde u =velocidade inicial =0)
* d =(1/2) * 1,96 m/s² * (4 s) ² =15,68 m
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Então, encontre a distância percorrida nos primeiros 5 segundos: * d =(1/2) * 1,96 m/s² * (5 s) ² =24,5 m
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A distância percorrida durante o quinto segundo é a diferença entre esses dois: * Distância no 5º segundo =24,5 m - 15,68 m =
8,82 m Portanto, a distância em que as massas se moverão durante o 5º segundo após o início é de 8,82 metros.