Um bloco de 80 N é erguido verticalmente a uma velocidade constante de
através de uma altura de 6 m .
Qual a intensidade da força necessária para isto?
Qual a intensidade da força necessária para isto?
Passo 1
O enunciado fornece e pede o seguinte:
- Um bloco tem o peso (força peso) de
. - O bloco é erguido verticalmente com velocidade constante de
. - A elevação ocorre através de uma altura de
. - Pergunta: qual a intensidade da força necessária para erguer o bloco nessas condições?
Passo 2
Conceito físico importante (explicado de forma simples): se um objeto se move com velocidade constante, sua aceleração é zero. A segunda lei de Newton relaciona força resultante, massa e aceleração:
Como
para movimento com velocidade constante, então a força resultante é zero:
Isto significa que a soma vetorial das forças que atuam no bloco é nula — as forças se equilibram.
Passo 3
Identificar as forças verticais que atuam no bloco:
- A força aplicada para cima, que vamos chamar de
. - A força peso para baixo, que é dada no enunciado como
. Vou chamar essa força de , então .
Como só há essas duas forças na direção vertical (assumindo resistência do ar desprezível), a condição de equilíbrio (
) é
Passo 4
Resolver a equação do equilíbrio para encontrar
:
Substituindo o valor dado de
:
Portanto a intensidade da força necessária, dirigida para cima, é
.
Passo 5
Observações didáticas e extras úteis para a prova (não pedidas, mas ajudam a entender):
- Por que a velocidade e a altura não apareceram no cálculo da força? Porque manter velocidade constante exige apenas equilibrar o peso; a velocidade e a distância influenciam trabalho e potência, não a intensidade da força nesse caso.
- Trabalho realizado pela força aplicada ao erguer
:
- Potência necessária para manter subida a
:
- Se quiser saber a massa do bloco: como
e tomando ,
Passo 6
Resumo final e incentivo: a resposta é direta quando se reconhece que velocidade constante implica equilíbrio de forças. Vai dar certo na prova — respira, lê com calma e aplica a ideia de equilíbrio que aqui é a chave!