**94. A 5.00-kg block is placed on top
of a 12.0-kg block that rests on a frictionless table. The coefficient of
static friction between the two blocks is 0.600. What is the maximum
horizontal force that can be applied before the
5.00-kg block begins to slip relative to the 12.0-kg block, if the force is
applied to (a)
the more massive block and (b) the less massive block? |
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Here is the free body diagram
for situation (a) |
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Now we write out sum of force
equations in the x and y directions for each block |
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Top Block |
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Since the block is not moving
vertically |
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Bottom Block |
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Again, Since the block is not
moving vertically |
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Now we are looking for the
maximum horizontal force Fa that just starts the top block to
slide. SO we
need the maximum static friction force acting. Also since the block is going to just start
to move, the accelerations of the top and bottom block must be the same, so |
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We have the following
relationships |
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Here is the free body diagram
for situation (b) |
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Now we write out sum of force
equations in the x and y directions for each block |
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Top Block |
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Since the block is not moving
vertically |
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Bottom Block |
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Again, Since the block is not
moving vertically |
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Now we are looking for the
maximum horizontal force Fb that just starts the top block to
slide. SO we
need the maximum static friction force acting. Also since the block is going to just start
to move, the accelerations of the top and bottom block must be the same, so |
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We have the following
relationships |
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