Uma balança de banheiro é colocada dentro de um elevador. Um estudante, após estudar as Leis de Newton, decidiu verificar o que aconteceria com a marcação de seu peso em três situações diferentes:
I. O elevador subindo com velocidade constante. I
I. O elevador descendo com velocidade constante. II
I. O elevador descendo com aceleração igual a 0,5m/s². Podemos afirmar corretamente que: O valor indicado na balança é maior na situação III. Em todas as situações os valores indicados na balança são iguais. O valor indicado na balança é o mesmo nas situações I e II. O valor indicado na balança é maior na situação I. O valor indicado na balança é o mesmo nas situações II e III.
I. O elevador subindo com velocidade constante. I
I. O elevador descendo com velocidade constante. II
I. O elevador descendo com aceleração igual a 0,5m/s². Podemos afirmar corretamente que: O valor indicado na balança é maior na situação III. Em todas as situações os valores indicados na balança são iguais. O valor indicado na balança é o mesmo nas situações I e II. O valor indicado na balança é maior na situação I. O valor indicado na balança é o mesmo nas situações II e III.
Passo 1
Vamos resumir o que a questão pede. Temos uma balança dentro de um elevador e queremos saber como a leitura do peso (força que a balança indica) muda em três situações diferentes:
- Elevador subindo com velocidade constante.
- Elevador descendo com velocidade constante.
- Elevador descendo com aceleração de
.
Para resolver isso, vamos usar as Leis de Newton, especialmente a segunda lei, que relaciona força, massa e aceleração.
Passo 2
Primeiro, entendamos que o peso que a balança indica é a força normal (
) exercida pela balança sobre o estudante. De acordo com a segunda lei de Newton:
onde:
-
é a massa do estudante, -
é a aceleração do elevador, -
é a aceleração da gravidade ( ).
Passo 3
Situação I: Elevador subindo com velocidade constante.
Quando o elevador se move com velocidade constante, a aceleração (
) é zero (
). Assim, a força normal é:
O peso indicado na balança é igual ao peso real do estudante.
Passo 4
Situação II: Elevador descendo com velocidade constante.
Novamente, como a velocidade é constante, a aceleração é zero (
). Então:
O peso indicado na balança continua sendo igual ao peso real do estudante.
Passo 5
Situação III: Elevador descendo com aceleração de
.
Aqui, a aceleração do elevador é negativa, pois está descendo. Então:
Isso significa que a força normal, e portanto o peso indicado na balança, será menor que o peso real do estudante.
Resposta
O valor indicado na balança é o mesmo nas situações I e II.