Enunciado

Um balde com água pesando 4,8 k g é acelerado de baixo para cima por uma corda de massa desprezível cuja tensão de ruptura é igual a 75 N .

  1. Desenhe um diagrama de força do corpo livre para o balde. Em termos das forças sobre o seu diagrama, qual é a força resultante sobre o balde?
  2. Aplique a segunda lei de Newton para o balde e calcule a aceleração máxima de baixo para cima que o balde pode ter sem que a corda se rompa.

Passo 1

Eaee, belezinha?? Bom... o enunciado nos diz que um balde com água tem massa m = 4,8 k g e é acelerado de baixo para cima por uma corda de massa desprezível cuja tensão de ruptura é igual a T = 75 N .

Queremos fazer um diagrama de corpo livre do balde, ou seja, temos que desenhar e analisar tooodas as forças em todas as direções que estão atuando nele.

Com isso, poderemos calcular a força resultante.

Também queremos aplicar a segunda lei de Newton para o balde a fim de calcular a aceleração máxima de baixo para cima que o balde pode ter sem que a corda se rompa.

Bora lá!! 😉

Passo 2

Bom... temos duas forças agindo sobre o balde:

A força peso: vertical para baixo de módulo igual a P = m g ;

A força tensora da corda: vertical para cima de módulo igual a T .

A força peso está em verde e a força tensora está em vermelho:

Como o balde acelera de baixo para cima, então temos uma força resultante no mesmo sentido, de baixo para cima, representado pelo vetor em roxo.

Essa força resultante F r e s é dada por:

F r e s = T - P

Passo 3

A aceleração máxima é quando a força de tensão aplicada for máxima.

A força de tensão máxima vale 75 N e a força peso tem módulo igual a

P = m ⋅ g

P = 4,8 ⋅ 9,8

P = 47,04 N

Então, aplicando a segunda lei de Newton na direção vertical, temos:

T - P = m ⋅ a

75 - 47,04 = 4,8 a

a = 27,96 4,8 = 5,82 m / s 2

Assim a aceleração máxima é 5,82 m / s 2 .

Resposta

F r e s = T - P

a = 5,82 m / s 2

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Uma cadeira com massa de 12 k g está sobre um piso horizontal, que não está livre de atrito. Você empurra a cadeira com uma força F = 40 N , que forma um ângulo de 37 ° abaixo da horizontal, e a cadei
Uma pessoa puxa horizontalmente um bloco B da figura 4.35 , fazendo com que ambos os blocos movam-se juntos, como uma unidade. Para esse sistema em movimento, faça um diagrama do corpo livre clarament
Um balão de ar quente consiste de um cesto, um passageiro e alguma carga. Considere a massa total como M . Embora haja uma força de levantamento de baixo para cima que atua sobre o balão, este inicial
Um estudante tenta erguer uma corrente que consiste de três elos idênticos. Cada elo possui massa de 300 g . Acorrente de três peças é conectada a um fio e depois suspensa verticalmente, com o estudan
A cabeça de um martelo de 4,9 N , que se desloca de cima para baixo com velocidade de 3,2 m / s , pára, fazendo um prego penetrar 0,45 c m em uma placa de pinho. Além de seu peso, existe uma força de