Um homem, cuja massa é 90 kg , se encontra num elevador. Determinar a força exercida sobre o mesmo pelo piso do elevador, quando:
O cabo se rompe e o elevador cai livremente.
O cabo se rompe e o elevador cai livremente.
Passo 1
O enunciado dá um homem de massa
dentro de um elevador cujo cabo se rompe, fazendo o sistema entrar em queda livre. O conteúdo aqui é dinâmica (2ª lei de Newton) e vamos precisar montar o diagrama de corpo livre para determinar a força normal
que o piso exerce sobre o homem.
Passo 2
No diagrama de corpo livre do homem há duas forças principais: o peso
apontando para baixo com intensidade
e a força normal
do piso apontando para cima. Como o elevador cai em queda livre, todo o conjunto acelera para baixo com aceleração
.
Passo 3
Aplicando a 2ª lei de Newton no eixo vertical, tomando para cima o sentido positivo, temos
porque a aceleração do homem é
.
Passo 4
Isolando
na equação acima:
Resposta
A força exercida pelo piso sobre o homem é
. Isso significa que, durante a queda livre, o homem fica “sem peso” em relação ao elevador.