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.
Exercícios relacionados
Uma força vertical F é plicada a um bloco de massa
que está sobre um piso.
que acontece com o módulo da força normal que o piso exerce sobre o bloco quando o módulo de F aumenta a partir de zero, se a força aponta (a) para baixo e (b) para cima?
(R.: (a) é igual ao peso do objeto quando
é maior que o peso do objeto quando F aponta para baixo e N é menor que o peso do objeto quando F aponta para cima.)
(R.: (a)
Um carro em movimento em uma estrada horizontal não para ao chegar na beira de um penhasco com 54 m de altura. A polícia na cena do acidente observa que o ponto de impacto está distante 130 m da base do penhasco. Com que velocidade o carro estava viajando quando ele se precipitou do penhasco? . (R.:
)
Um caixote de 35 Kg está em repouso sobre um piso horizontal, e uma pessoa de 65 Kg está em pé sobre o caixote. Determine o módulo da força normal que (a) o piso exerce sobre o caixote e (b) o caixote exerce sobre a pessoa.
(R.: (a) 1000 N; (b) 650 N)
(R.: (a) 1000 N; (b) 650 N)
A viga em I da figura tem um peso de 8000 N e está sendo erguida com velocidade constante qual é a tensão em cada cabo preso às extremidades da viga?
(R.: )
(R.: