Diagrama y naturaleza de las fuerzas presentes en un sistema físico de cuerpo contiguos (803)

, por F_y_Q

Dos bloques en contacto, de masas $$$ \text{m}_1$$$ y $$$ \text{m}_2$$$, pueden deslizarse sin rozamiento sobre una mesa horizontal. Se ejerce una fuerza constante (F) sobre el bloque de masa $$$ \text{m}_1$$$ que induce un movimiento del conjunto, como se indica en la figura:

a) Dibuja, mediante un diagrama de fuerzas, todas las fuerzas a las que se encuentra sometido cada uno de los bloques, indicando su valor en función de la masa, la gravedad y la aceleración del conjunto de los dos bloques.

b) ¿Cuáles son las fuerzas de acción y reacción entre los bloques, correspondientes a la tercera ley de Newton?

P.-S.

a) El diagrama de fuerzas debe contener todas las fuerzas presentes en tu sistema. Si supones que la aceleración del sistema es horizontal y hacia la derecha:


Para el bloque 1 tienes las fuerzas:

El peso. Es vertical y hacia abajo: $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf p_1 = m_1\cdot g}}$$$
La normal. Como no hay movimiento vertical, tiene que ser vertical y hacia arriba y su módulo es: $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf N_1 = m_1\cdot g}}$$$
La fuerza externa que se aplica sobre el bloque 1, que es horizontal y hacia la derecha: $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf F = (m_1 + m_2)\cdot a}}$$$
Fuerza de contacto que el cuerpo 2 hace sobre el cuerpo 1. Es horizontal y hacia la izquierda: $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf F_{21} = m_2\cdot a}}$$$

Para el bloque 2 las fuerzas son:

El peso, que es vertical y hacia abajo: $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf p_2 = m_2\cdot g}}$$$
La normal también será vertical y hacia arriba: $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf N_2 = m_2\cdot g}}$$$
Fuerza de contacto que el bloque 1 hace sobre el bloque 2 y provoca que se mueva hacia la derecha: $$$ \color{firebrick}{\boxed{\bf F_{12} = m_2\cdot a}}$$$

b) Las fuerzas de acción-reacción entre los bloques del sistema son las fuerzas de contacto entre ellos:

1. Fuerza de acción ($$$ \color{firebrick}{\bf F_{12}}$$$): La fuerza que el bloque 1 ejerce sobre el bloque 2 para empujarlo hacia la derecha.
2. Fuerza de reacción ($$$ \color{firebrick}{\bf F_{21}}$$$): La fuerza que el bloque 2 ejerce sobre el bloque 1 hacia la izquierda.