Um elevador de 1000 kg leva uma carga máxima de 800 kg . Uma força de atrito constante de 4000 N retarda o seu movimento para cima. (a) Faça um diagrama de forças.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre um elevador que pesa 1000 kg e pode carregar até 800 kg. Além disso, tem uma força de atrito de 4000 N que está atrasando o movimento dele pra cima. Vamos usar os conceitos de forças e diagramas de corpo livre para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar todas as forças que atuam no elevador. Em praticamente qualquer movimento, temos que considerar a gravidade, que puxa o objeto para baixo, e a força aplicada, que geralmente é o que está tentando mover o objeto (neste caso, para cima). Além disso, temos a força de atrito, que sempre tenta opor-se ao movimento.
Passo 3
Vamos detalhar cada força:
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Peso do Elevador (Pₑ): Este é calculado pela massa do elevador multiplicada pela aceleração da gravidade.
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Peso da Carga (P_c): Similar ao peso do elevador.
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Força de Atrito (F_atrito): Já sabemos que é 4000 N e atua para baixo, já que o elevador está tentando ir para cima.
Passo 4
Agora, vamos pensar no diagrama de corpo livre do elevador. Nesse diagrama, representamos todas as forças que atuam sobre o objeto.
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Puxando para Baixo:
- Peso do Elevador (9800 N)
- Peso da Carga (7840 N)
- Força de Atrito (4000 N)
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Puxando para Cima:
- Força Tensionada ou Força Aplicada (F_aplicada)
Passo 5
Para equilibrar todas essas forças e entender o que está acontecendo, podemos montar a equação das forças na direção vertical:
Onde
e
é a aceleração.
Passo 6
Mas como o enunciado pede apenas o diagrama de forças, não precisamos resolver a equação agora. Apenas identificar e representar todas as forças que estão atuando.
Resposta
O diagrama de forças do elevador inclui três forças direcionadas para baixo: o peso do elevador (9800 N), o peso da carga (7840 N) e a força de atrito (4000 N). Acima, há uma força aplicada para cima (F_aplicada). Todas essas forças estão representadas no diagrama de corpo livre do elevador.