Uma lâmpada de 2 kg está pendurada no teto por um único cabo vertical. Qual é a tensão no cabo? (Sugestão de desenho: um ponto representando a lâmpada, com uma seta para baixo para o peso e uma seta para cima para a tensão no cabo).

Passo 1

O enunciado dá que uma lâmpada tem massa \;2\\ \mathrm{kg}\; e está pendurada no teto por um único cabo vertical. Pede-se a tensão no cabo. Informações relevantes extraídas do enunciado:
\text{massa } m = 2\\ \mathrm{kg}.
Diagrama sugerido (mental): um ponto representando a lâmpada, com uma seta para baixo representando o peso e uma seta para cima representando a tensão no cabo. Não há movimento indicado, ou seja, a lâmpada está em equilíbrio.

Passo 2

Vamos escrever as forças que atuam na lâmpada e a condição de equilíbrio. As forças são:
\text{Tensão no cabo } T \quad(\text{para cima}),ã
\text{Peso } W \quad(\text{para baixo}).
Usamos a Segunda Lei de Newton na forma vetorial para a direção vertical:
\sum F = m a,
onde \sum F é a soma algébrica das forças na vertical, m é a massa e a é a aceleração vertical. Aqui a lâmpada está em repouso (equilíbrio), então \;a=0\; e logo:
\sum F = 0.

Passo 3

Escrevemos a soma das forças na vertical tomando a direção para cima como positiva. Assim:
T - W = m\cdot 0 = 0.
Isso implica
T = W.
Agora precisamos da expressão do peso. O peso é a força gravitacional e vale
W = m g,
onde \;g\; é a aceleração da gravidade. Vamos usar o valor usual na superfície da Terra:
g = 9{,}8\\ \mathrm{m/s^2}.
Explicando: m tem unidade \mathrm{kg}, g tem unidade \mathrm{m/s^2}, então W tem unidade \mathrm{kg\cdot m/s^2}=\mathrm{N} (newton), que é a unidade de força.

Passo 4

Substituímos W=mg na igualdade T=W:
T = m g.
Agora substituímos os valores numéricos:
T = 2\\ \mathrm{kg}\times 9{,}8\\ \mathrm{m/s^2}.
Fazendo a multiplicação:
2\times 9{,}8 = 19{,}6.
Portanto
T = 19{,}6\\ \mathrm{N}.

Passo 5

Interpretação prática: como a lâmpada está parada, o cabo sustenta exatamente o peso da lâmpada, então a tensão é igual ao peso. Dica para prova: sempre que um objeto está em repouso suspenso verticalmente por um cabo, calcule T=mg. Exemplos rápidos: para m=5\\ \mathrm{kg}, T=5\cdot9{,}8=49{,}0\\ \mathrm{N}.

Resposta

T = 19{,}6\\ \mathrm{N}

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