A parte
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
mostra o mesmo balde de água sendo puxado para cima do poço com velocidade constante. Qual a tração na corda na parte
?
(R.: 184 N )
(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.
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.
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.
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:
Resposta
A tração na corda na parte b é de 184 N.