Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 5.Problemas Adicionais - Ex. 98
Um homem de está em um elevador que pare do repouso no andar térreo de um edifício em e chega ao andar mais alto após . A aceleração do elevador em função do tempo é mostrada na figura, onde valores positivos da aceleração significam que ela aponta para cima. Quais são (a) o módulo e (b) o sentido (para cima ou para baixo) da força máxima execida sobre o homem pelo piso do elevador, (c) o módulo e (d) o sentido da força mínima exercida sobre o homem pelo piso do elevador e (e) o módulo e (f) o sentido da força máxima exercida pelo homem sobre o piso do elevador?
Passo 1
Quando o homem está dentro do elevador, as forças que agem sobre ele são duas: a força do piso do elevador sobre o homem, apontando para cima, e o peso do homem, apontando para baixo.
Então, pela segunda lei de Newton:
E substituindo os valores que foram dados no enunciado:
Passo 2
(a) Pela fórmula que encontramos, dá pra ver que a força será máxima quando a aceleração for máxima:
Olhando o gráfico, vemos que o valor mais alto para aceleração é , então:
(b) E como a força tem sinal positivo, podemos garantir que ela aponta para cima.
Passo 3
(c) Da mesma forma, a força mínima vai ocorer quando a aceleração for mínima:
Olhando o gráfico, vemos que a aceleração mínima é
(d) E mais uma vez a força aparece com sinal positivo, então podemos afirmar que ela aponta para cima.
Resposta
(a) O módulo da força é de .
(b) A força aponta para cima.
(c) O módulo da força é .
(d) A força aponta para cima.