Um planador, de massa 200g, está em repouso no início de um trilho de ar horizontal de comprimento 2 metros. Um fio de linho está amarrado numa ponta do planador e passa por cima de uma roldana no fim do trilho. Na outra ponta do linho pendura-se uma massa de
a um
do chão.
(a) Enquanto o planador está sendo segurado em repouso, qual a tensão no fio?
(a) Enquanto o planador está sendo segurado em repouso, qual a tensão no fio?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um planador (ou planador) de 200g parado em um trilho horizontal de 2 metros. Um fio está preso no planador e passa por uma roldana no final do trilho. Na outra ponta do fio, tem uma massa de 50g pendurada a 1,25m do chão. A pergunta é: qual é a tensão no fio enquanto o planador está sendo segurado em repouso?
Estamos lidando com equilíbrio de forças na física, especificamente envolvendo forças tensionais e peso. Para resolver isso, precisamos entender como as forças estão atuando no sistema e aplicar a segunda Lei de Newton para situações de equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as forças envolvidas:
-
Peso do Planador (
): É a força que atua para baixo devido à gravidade. Calculamos usando a fórmula: onde:-
(massa do planador) -
(aceleração da gravidade)
-
-
Peso da Massa Pendente (
): Similarmente, é a força que atua para baixo devido à gravidade na massa pendurada: onde:-
(massa pendurada)
-
-
Tensão no Fio (
): É a força que o fio exerce para equilibrar o sistema. Como o planador está em repouso, a tensão no fio que puxa o planador deve equilibrar a força da massa pendurada.
Passo 3
Vamos calcular cada uma das forças:
-
Peso do Planador:Esse peso é equilibrado pela força normal do trilho, então não afeta a tensão no fio horizontalmente.
-
Peso da Massa Pendente:Essa é a força que puxa o fio para baixo.
Passo 4
Como o planador está em equilíbrio e sendo segurado em repouso, a única força horizontal atuando nele é a tensão
no fio. Para que o planador não se mova, a tensão deve equilibrar a força da massa pendurada. Portanto:
Resposta
A tensão no fio enquanto o planador está sendo segurado em repouso é de 0,49 N.