Um fio horizontal segura uma bola sólida e uniforme de massa sobre uma rampa inclinada, que forma um ângulo de acima do plano horizontal. A superfície dessa rampa é perfeitamente lisa, e o fio está direcionado para o sentido oposto ao centro da bola (Figura ).

a) Desenhe um diagrama do corpo livre para a bola.

b) Qual é a força que a superfície da rampa exerce sobre a bola?

c) Qual é a tensão no fio?

Sobre a bola estão agindo a força peso (perpendicular o chão, apontando para baixo), a força tensora que segura a bola na rampa (paralela ao chão para a direita) e a normal que é sempre perpendicular à superfície de contato, nesse caso, à rampa. O diagrama de forças fica assim ó:

Em amarelo está a tensão, em vermelho a normal (e pontilhado suas componentes) e em preto o peso.

A força que a superfície da rampa exerce sobre a bola é a força normal. Como o sistema está em equilíbrio, a soma de todas as forças numa mesma direção é zero. Assim olhando na direção vertical temos:

Como a massa é e podemos calcular na forma:

E a tensão no fio pode ser encontrada a partir do equilíbrio de forças na direção horizontal, saca só:

Valeu, galera! Até a próxima! 😉