Uma corrente é formada por cinco elos, cada um com 50 g de massa. Um homem aplica-lhe uma força F vertical para cima e de módulo igual a 1,0 N, causando uma aceleração de 4,0 m/s2 à corrente. O módulo da força que o segundo elo faz sobre o elo superior é ? g=10m/s²

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de física juntos! A gente tem uma corrente com cinco elos, cada um pesando 50 gramas. Um cara está puxando essa corrente para cima com uma força de 1,0 N, fazendo com que a corrente acelere a 4,0 m/s². O que a gente precisa descobrir é qual é a força que o segundo elo está exercendo sobre o primeiro elo no topo. Para resolver isso, vamos usar as leis de Newton, especificamente a segunda lei da dinâmica, que relaciona força, massa e aceleração.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a massa total da corrente. Cada elo tem 50 g, e são cinco elos, então:
Massa total = 5 times 50,g = 250,g = 0,25,kg

Passo 3

Agora, vamos aplicar a segunda lei de Newton, que diz que a força resultante ($ F_{resultante} Fresuéà m m çã a $):
a
Substituindo os valores que temos:
Fresu²
Isso confirma que a força que o homem está aplicando (1,0 N) é suficiente para acelerar a corrente a essa taxa.

Passo 4

Agora, vamos analisar as forças atuando em cada elo da corrente. O segundo elo está sendo puxado pelo primeiro elo e precisa suportar o peso dos elos abaixo dele, além de fornecer a força necessária para a aceleração.
Primeiro, vamos calcular o peso dos elos que estão abaixo do segundo elo. Como cada elo pesa 0,050 kg (50 g) e temos três elos abaixo do segundo elo:
Massa suportada pelo segundo elo = 3 times 0,050,kg = 0,15,kg
O peso ($ P $) é dado por:
P
Onde $ g = 10,m/s² $:
P = m times g ²

Passo 5

Além do peso, o segundo elo também precisa fornecer a força para acelerar os elos abaixo dele. A aceleração é a mesma para toda a corrente, então a força adicional necessária é:
Face<=ração = m times a = 0,15,kg times 4,0,m/s² = 0,6,N çã²

Passo 6

Agora, somamos as duas forças que o segundo elo precisa exercer:
Ftotal = P + Face<=ração = 1,5,N + 0,6,N = 2,1,N çã

Resposta

O módulo da força que o segundo elo faz sobre o elo superior é de 2,1 N.

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