• Qual seria o valor de para os seguintes casos?
    (a) O elevador estivesse em repouso.
    (b) O elevador estivesse subindo em movimento uniforme.
    © O elevador estivesse descendo em movimento uniforme.
    (d) O elevador estivesse descendo com a mesma aceleração .

Passo 1

Beleza, a gente vai resolver uma questão sobre a força normal ( ) em diferentes situações de movimento de um elevador. O conteúdo aqui é sobre Dinâmica, mais especificamente sobre como a aceleração do elevador afeta a força que sentimos (a força normal). Para resolver isso, vamos precisar entender as leis de Newton e como a aceleração influencia a força atuante sobre um objeto.

Passo 2

Vamos começar com o item (a) O elevador estiver em repouso.
Quando o elevador está parado, não tem aceleração envolvida. A única força que age sobre o objeto (ou a pessoa no elevador) é a força da gravidade, que puxa para baixo, e a força normal, que empurra para cima.
A força normal ( ) nesse caso é igual ao peso do objeto. A fórmula para o peso é:
Onde:
  • é o peso,
  • é a massa,
  • é a aceleração da gravidade ( ²).
Como não há aceleração adicional, temos:

Passo 3

Agora, vamos para o item (b) O elevador está subindo em movimento uniforme.
Movimento uniforme significa que o elevador está se movendo para cima com velocidade constante, ou seja, sem aceleração. Nesse caso, as únicas forças atuando são novamente a força da gravidade e a força normal.
Como não há aceleração, a situação é igual à do repouso:
A força normal continua igual ao peso do objeto.

Passo 4

No item © O elevador está descendo em movimento uniforme, a lógica é semelhante ao item anterior.
Mesmo que o elevador esteja descendo, se ele estiver se movendo com velocidade constante (movimento uniforme), não há aceleração. Portanto, as forças permanecem equilibradas:
A direção do movimento (subir ou descer) não altera a força normal quando a velocidade é constante.

Passo 5

Finalmente, no item (d) O elevador está descendo com a mesma aceleração , a coisa muda um pouco porque agora temos uma aceleração envolvida.
Quando o elevador está acelerando para baixo, a força normal diminui. A fórmula para a força normal nesse caso é:
Aqui, subtraímos a aceleração da aceleração da gravidade porque o elevador está acelerando na mesma direção da gravidade.

Resposta

Resumindo, os valores de são:
a) Repouso:
b) Subindo em movimento uniforme:
c) Descendo em movimento uniforme:
d) Descendo com aceleração :

Exercícios relacionados

Uma partícula move-se de forma que suas coordenadas da posição, em metros, em função do tempo + , em segundos, são dadas por:
Determine:
No instante , qual o vetor posição?
Uma partícula move-se no plano com aceleração constante e, no instante , passa pela origem do sistema de coordenadas com velocidade . A velocidade e a aceleração estão em unidades do SI. (a) Determine, em função dos vetores unitários, os vetores posição e velocidade no instante posterior quando a partícula cruzará a coordenada . Supor, neste item, . (b) Faça um diagrama e esboce, além dos dados iniciais do problema, a trajetória da partícula.
Sabendo que o reator do item a) possui volume de 50 L , que a empresa pretende trabalhar 8 horas por dia e que o tempo de set up é de 10 minutos, quantas bateladas podem ser processadas diariamente? Qual a produção diária dos produtos R, S e T?
Uma caixa termicamente isolada é dividida por uma parede em dois compartimentos, cada um com volume V (Figura 20.18). Inicialmente, um dos compartimentos contém moles de um gás ideal a uma temperatura , e no outro compartimento foi criado vácuo. A seguir, quebramos a parede e o gás se expande, preenchendo completamente os dois compartimentos da caixa. Qual é a variação de entropia nesse processo de expansão livre?