1. (UFRJ-1999) O bloco 1, de 4 kg, e o bloco 2, de 1 kg, repre...

Para resolver o problema, precisamos usar as leis de Newton. Dada a força ????F de 10 N aplicada ao bloco 1 e considerando que o atrito é desprezível, vamos determinar as forças ????12F12​ e ????21F21​.

(a) Força ????12F12​

Primeiro, vamos calcular a aceleração do sistema. A força ????F é aplicada ao bloco 1, mas como os blocos estão justapostos e deslizam juntos, ambos compartilham a mesma aceleração ????a. A força total aplicada é usada para acelerar a massa total dos blocos.

????=(????1+????2)????F=(m1​+m2​)a

Substituindo os valores:

10=(4+1)????10=(4+1)a 10=5????10=5a ????=105a=510​ ????=2 m/s2a=2m/s2

Agora que temos a aceleração, podemos calcular a força ????12F12​ que o bloco 1 exerce sobre o bloco 2. Essa força é responsável por acelerar o bloco 2.

????12=????2⋅????F12​=m2​⋅a ????12=1⋅2F12​=1⋅2 ????12=2 NF12​=2N

A direção da força ????12F12​ é horizontal e o sentido é da esquerda para a direita, a mesma direção e sentido da força aplicada ????F.

(b) Força ????21F21​

Pela terceira lei de Newton, sabemos que a força que o bloco 2 exerce sobre o bloco 1 (????21F21​) tem a mesma magnitude da força que o bloco 1 exerce sobre o bloco 2 (????12F12​), mas em direção oposta.

Portanto:

????21=−????12F21​=−F12​

Em módulo:

????21=2 NF21​=2N

A direção da força ????21F21​ é horizontal, e o sentido é da direita para a esquerda (oposta à direção da força ????F).

Resumo

(a) A força ????12F12​ exercida pelo bloco 1 sobre o bloco 2 tem direção horizontal, sentido da esquerda para a direita, e seu módulo é 2 N.

(b) A força ????21F21​ exercida pelo bloco 2 sobre o bloco 1 tem direção horizontal, sentido da direita para a esquerda, e seu módulo é 2 N.