Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 5.1 - Ex. 1
Dois pesos de estão suspensos nas extremidades opostas de uma corda que passa sobre uma polia leve e sem atrito. O centro da polia está ligado a uma corrente presa ao teto.
a) Qual a tensão na corda?
b) Qual a tensão na corrente ?
Passo 1
Eaee, belezinha?? Bom... o enunciado nos diz que dois pesos de estão suspensos nas extremidades opostas de uma corda que passa sobre uma polia leve e sem atrito.
O centro da polia está ligado a uma corrente presa ao teto.
Queremos calcular a tensão da corda e a tensão da corrente .
Para isso, temos que fazer um diagrama de corpo livre do sistema para entendermos o que está acontecendo.
E aí?? Bora lá?? 😉
Passo 2
Vamos fazer um desenho para entender melhor o que está acontecendo. Em cada peso estão agindo duas forças: a força peso (vertical para baixo) e a força de tensão (vertical para cima).
Os dois pesos estão representados pelos blocos e e as forças desenhadas em cada um deles:
Como o sistema está em equilíbrio, não há força resultante agindo sobre ele. Podemos aplicar a segunda lei de Newton para qualquer um dos blocos e determinar a força de tração:
Onde é a massa e é a aceleração.
Como nossas forças são todas na direção vertical . Na vertical temos para o bloco :
Mas, como comentei ali em cima, o sistema está em equilíbrio, então :
Passo 3
Agora sobre a polia estão agindo três forças: duas são as trações associados aos dois blocos e agem verticalmente para baixo com módulo de cada.
A terceira força é também de tração, mas agora é associada à corda presa no teto.
Pela segunda lei de Newton: