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Exercícios Resolvidos de Força Elástica

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Enunciado

O esquema apresenta um elevador que se movimenta sem atrito. Preso a seu teto, encontra-se um dinamômetro que sustenta em seu extremo inferior um bloco de ferro. O bloco pesa 20   N mas o dinamômetro marca 25   N . Considerando g = 10   m / s 2 , podemos afirmar que o elevador pode estar:

  1. Em repouso
  2. Descendo com velocidade constante
  3. Descendo em queda livre
  4. Descendo com movimento acelerado de aceleração de 2,5   m / s 2
  5. Subindo com movimento acelerado de aceleração de 2,5   m / s 2

Passo 1

Apesar de não ser dito no enunciado, temos que considerar que neste problema o bloco de ferro está em repouso em relação ao homem que se encontra dentro do elevador.

Como os outros problemas, precisamos relacionar força e aceleração. Usaremos então a segunda lei de Newton!

Mas, antes de partir pra resolução, temos que entender como funciona o dinamômetro. O que significa o dinamômetro estar marcando 25   N ?

O dinamômetro nada mais é do que uma mola com um gancho, onde a constante elástica dessa mola é conhecida. Assim, usando a Lei de Hook, podemos sempre relacionar a deformação da mola com a força aplicada no gancho em sua extremidade.

Podemos agora fazer o diagrama de corpo livre do bloco de ferro, temos então:

O módulo da F e l é, segundo a terceira lei de Newton, a reação que o gancho do dinamômetro aplica no bloco de ferro, portanto, aplicando a segunda lei de Newton, temos, supondo que existe uma aceleração e que ela está para baixo:

P - F e l = m a

Substituindo os valores conhecidos:

20 - 25 = 20 10   a

E com isso concluímos que:

a = - 2,5   m / s 2

Como a deu negativo, nossa suposição estava errada e, portanto, o bloco está subindo com aceleração a = 2,5   m / s 2

Resposta

Alternativa E

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