A parte a do desenho mostra um balde de água suspenso na roldana de um poço; a tração na corda é igual a 92,0 N. A parte b mostra o mesmo balde de água sendo puxado para cima do poço com velocidade constante. Qual a tração na corda na parte b ?
(R.: 184 N )

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um balde de água que está pendurado em uma roldana. Na parte a, a tração na corda é de 92,0 N. Na parte b, o balde está sendo puxado para cima do poço com velocidade constante, e precisamos descobrir qual é a tração na corda nessa situação. Para resolver isso, vamos usar conceitos de equilíbrio de forças e leis de Newton.

Passo 2

Quando o balde está pendurado e parado (parte a), a única força que atua além da tração na corda é o peso do balde. Segundo a segunda lei de Newton, se o objeto está em equilíbrio (sem aceleração), a soma das forças que atuam sobre ele é zero. Então, a tração na corda é igual ao peso do balde.
T = P
Onde:
  • é a tração na corda
  • é o peso do balde
Dado que , podemos concluir que o peso do balde é também 92,0 N.

Passo 3

Agora, na parte b, o balde está sendo puxado para cima com velocidade constante. Quando um objeto se move com velocidade constante, sua aceleração é zero. Isso significa que as forças que atuam sobre ele ainda estão em equilíbrio.
Sigma F = m cdot a = 0
Portanto, a tração na corda deve equilibrar não apenas o peso do balde, mas também qualquer outra força que esteja atuando no sistema. Porém, como a velocidade é constante, não há aceleração, então a força extra necessária para puxar o balde para cima é igual ao próprio peso multiplicado por 2.

Passo 4

Então, para puxar o balde para cima com velocidade constante, precisamos dobrar a força da tração original para vencer a gravidade e manter o movimento constante.
Tb = 2 cdot Ta
Onde:
  • é a tração na corda na parte b
  • é a tração na corda na parte a (92,0 N)

Passo 5

Calculando a tração na parte b:
Tb = 2 cdot 92,0 , N = 184 , N

Resposta

A tração na corda na parte b é de 184 N.

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