Uma máquina de Atwood consiste de uma polia fixa pela qual passa uma corda. Em uma extremidade da corda está pendurado um bloco de massa
e na outra extremidade da corda está pendurado um bloco com massa
. Desprezando atritos, qual a tensão na corda?
Passo 1
Beleza, a questão diz que temos uma máquina de Atwood: uma corda passando numa polia sem atrito, de um lado um bloco de massa
e do outro um bloco de massa
. A parada é descobrir a tensão
na corda.
Conteúdo: leis de Newton (Segunda Lei), forças peso e tensão, diagrama de forças. Vamos precisar fazer os diagramas de corpo livre e montar as equações .
Conteúdo: leis de Newton (Segunda Lei), forças peso e tensão, diagrama de forças. Vamos precisar fazer os diagramas de corpo livre e montar as equações
Passo 2
Primeiro, pega o bloco de massa
(o mais leve). Desenha o diagrama de corpo livre:
- Para baixo, a força peso
. - Para cima, a tensão
.
Escolhendo pra gente que “para cima” é sentido positivo (porque esse bloco sobe), a Segunda Lei dá:
Aqui a ideia: “soma das forças = massa vezes aceleração”.
Passo 3
Agora, o bloco de massa
. Ele é mais pesado, então vai descer. No diagrama de corpo livre:
- Para baixo, o peso
. - Para cima, a tensão
.
Agora “para baixo” é sentido positivo (já que ele desce), então a Segunda Lei é:
Passo 4
Temos duas equações:
-
-
Soma as duas pra eliminar o:
Isso é a aceleração do sistema.
Passo 5
Volta na equação 1: