Uma pessoa está sentada em uma cadeira presa a uma corda de massa desprezível que passa por uma roldana de massa e atrito desprezíveis e desce de volta às mãos desta pessoa, conforme a Figura 5. Assuma que o peso total do sistema pessoa + cadeira é P = 800   N . Para que a cadeira suba com velocidade constante, o homem deve puxar a corda com uma força de módulo igual a:

(a) 300   N

(b) 400   N

(c) 500   N

(d) 600   N

(e) 700   N

(f) 800   N

(g) 900   N

(h) 1000   N

(j) 1100   N

(k) 1200   N

Passo 1

Nessa questão, a pessoa sentada na cadeira está se puxando através da corda.

Queremos saber a força necessária para fazer a pessoa e a cadeira subirem com velocidade constante, ou seja, sem aceleração.

Mas olha aqui, lembra da lei de ação e reação?

Pela ação e reação, a força que a pessoa faz sobre a corda (puxar para baixo) é a mesma que a corda faz sobre a pessoa (puxar para cima).

Então, basta achar a força de tração T na corda que achamos a força que a pessoa faz.

Um detalhe importante é que a corda está ligada ao sistema pessoa + cadeira duas vezes, já que está presa à cadeira e à mão da pessoa.

Passo 2

Primeiro de tudo, se eles sobem sem aceleração, isso significa que há um equilíbrio de forças. Então, vamos analisar as forças aplicadas sobre o sistema pessoa + cadeira, tratando os dois como um corpo só.

Repare que nos dois pontos em que a corda está ligada ao sistema pessoa + cadeira vai existir uma força de tração T sobre eles. Logo, o diagrama do corpo livre (DCL) fica assim:

Se temos um equilíbrio de forças ( a = 0 ) , podemos dizer que o somatório de forças nesse “corpo” é nulo:

P - T 1 - T 2 = 0

Mas se liga aqui, se a polia e a corda são ideais, a tração sobre a corda em qualquer ponto será a mesma ,né?

Então, as forças T 1 e T 2 são iguais:

P - 2 T = 0

T = P 2

A força peso é P = 800   N , logo:

T = 800 2

T = 400   N

Achamos a força de tração na corda. Se a força de tração é igual em módulo à força que a pessoa faz, conseguimos a resposta:

F = 400   N

Ou seja, marcamos a alternativa (b).

Resposta

Letra (b)

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