Peso aparente. Um estudante de física de está sobre uma balança portátil apoiada sobre o piso de um elevador de (incluindo o estudante), que está suspenso por um cabo. Quando o elevador começa a se mover, a leitura da balança indica .

a) Ache a aceleração do elevador (módulo, direção e sentido).

b) Qual é a aceleração, quando a leitura da balança indica ?

c) Se a leitura da balança indicar zero, o estudante terá motivo para se preocupar? Explique.

d) Qual é a tensão do cabo nos itens

Antes de qualquer coisa vamos determinar a massa desse estudante! Sabendo que o peso é dado pela multiplicação da massa pela gravidade:

Então, substituindo os valores, temos:

Beleza, agora temos que lembrar também que a leitura da balança SEMPRE nos dá a força normal! Se o sistema não está acelerado, ela nos fornecerá nosso peso e assim nossa massa. MAS caso o sistema esteja subindo ou descendo com aceleração não nula, essa normal vai ser diferente!

Para o sistema subindo temos a normal para cima e o peso para baixo . Como já determinamos a massa, podemos aplicar a segunda lei e achar a aceleração:

Isolando na equação, temos:

Usando a mesma relação de força, mas agora com , temos:

E encontramos a nova aceleração:

Se a balança medir zero isso quer dizer e substituindo na nossa relação de força temos:

Opa! Isso quer dizer que o estudante está em queda livre! SIM! ELE DEVE SE PREOCUPAR! E MUITO!!

Por fim a tensão no item vai ser dada pela segunda lei. Para cima temos a tensão e para baixo temos o peso (considerando a massa do estudante E do elevador, claro):

Então, substituindo os valores, ficamos com:

E para o caso de queda livre temos que a tensão é nula, saca só:

Como temos:

Logo,

Ou seja, o elevador não está preso a nada!

Valeu, galera! Até a próxima! 😉