(UFAL) Uma força F, aplicada através dos fios f1 e f2, acelera os corpos M de 2 kg e m de 100 g, utilizando uma polia fixa como mostra o esquema

Resolução:

Vamos analisar a situação apresentada para determinar o máximo módulo da força F.

Sabendo que a tração máxima no fio f2 é 1,50 N, podemos dizer que a força resultante máxima no corpo de massa m é de 1,50 N, pois essa é a força transmitida pelo fio f2.

Usando a Segunda Lei de Newton, podemos relacionar a força resultante com a massa e a aceleração do corpo m:

F_resultante = m * a,

onde m é a massa do corpo m e a é sua aceleração.

A força resultante aplicada no corpo m é a força transmitida pelo fio f2, que é igual a 1,50 N. Portanto:

F_resultante = 1,50 N,

m = 0,1 kg (massa do corpo m).

Substituindo esses valores na equação, temos:

1,50 N = 0,1 kg * a,

a = 1,50 N / 0,1 kg,

a = 15 m/s².

Agora, considerando que a polia fixa não tem massa e não há atrito, a aceleração do corpo M também é de 15 m/s², pois os corpos estão ligados pelo mesmo fio inextensível.

Usando novamente a Segunda Lei de Newton, podemos relacionar a força resultante com a massa e a aceleração do corpo M:

F_resultante = M * A,

onde M é a massa do corpo M e A é sua aceleração.

A massa do corpo M é de 2 kg e a aceleração é de 15 m/s². Portanto:

F_resultante = 2 kg * 15 m/s²,

F_resultante = 30 N.

Assim, o máximo módulo da força F é de 30 N.

A resposta correta é a alternativa (C) 31 N.