Um guindaste eleva, com aceleração a = 0,80 m/s² para cima, uma plataforma de massa mp = 120 kg que transporta…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um guindaste eleva, com aceleração a = 0,80 m/s² para cima, uma plataforma de massa mp = 120 kg que transporta uma caixa de massa mc = 30 kg. Considere g = 10 m/s². Usando F = m·a (F em N, m em kg, a em m/s²), determine: (a) a tensão T no cabo que sustenta o conjunto; (b) a força normal N que a plataforma exerce sobre a caixa. Em seguida, explique brevemente como a 3ª Lei de Newton se aplica à tensão no cabo e relate o papel da inércia neste processo.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Para o conjunto (mp+mc): T - (mp+mc)·g = (mp+mc)·a ? T = (mp+mc)(g+a). Com mp+mc = 150 kg, g+a = 10+0,8 = 10,8 m/s², T = 150·10,8 = 1,62×10³ N. Para a caixa: N - mc·g = mc·a ? N = mc(g+a) = 30·10,8 = 324 N. 3ª Lei: o cabo exerce T para cima no conjunto; o conjunto exerce -T para baixo no cabo (forças de ação e reação). Inércia: é preciso uma força resultante positiva além do peso para produzir a aceleração a do sistema (F = m·a).
Explicação
A tensão no cabo é calculada considerando a força resultante necessária para elevar o conjunto, que inclui a soma das massas e a aceleração. A força normal sobre a caixa é determinada pela necessidade de equilibrar o peso da caixa e fornecer a aceleração desejada. A 3ª Lei de Newton explica que as forças de ação e reação entre o cabo e o conjunto são iguais e opostas, e a inércia do sistema exige uma força adicional para que ele acelere para cima.
Raio-X da questão
tensão e força normal
avaliacao
forças e movimentos · segunda lei de Newton
Revisar a 3ª Lei de Newton e suas aplicações em sistemas de forças.
O aluno pode confundir a força resultante com a força de tensão, não considerando a aceleração do sistema corretamente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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