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Física nos Elevadores

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Física nos Elevadores Empty Física nos Elevadores

Mensagem por PedroX Dom 26 Ago 2018, 01:44

É muito comum que as questões envolvendo o movimento de elevadores sejam consideradas complicadas pelos alunos em geral porque costumam envolver movimentos relativos e geralmente consideram o referencial acelerado do elevador.

Neste artigo vamos tentar fazer algumas considerações que deverão ter a finalidade de melhorar o entendimento dessas questões.

1. O elevador sozinho

As máquinas dos elevadores sempre atuam em composição com a aceleração da gravidade sendo, para subir, produzindo uma aceleração A maior do que g de modo que a resultante para cima seja a=A-g e, para descer, produzindo uma aceleração A para cima menor do que g de modo que a descida seja mais suave com resultante para baixo a=g-A. Note que a aceleração originada pelas máquinas dos elevadores é sempre para cima, quer ele esteja subindo ou descendo. Subir ou descer é resultado dessa aceleração composta com a aceleração da gravidade

Vejamos um exemplo:

Exemplo 1

Um elevador cuja massa é de 200Kg sobe com uma aceleração constante de 2 m/s. Calcule a força tensora no cabo de elevação.

As duas forças atuantes no sistema são o peso e a tensão no cabo e como a resultante deve ser para cima, devemos ter:
R=T-P
ma=T-mg
T=m(a+g)
T=200(2+9,Cool
T=2360N

os cálculos acima evidenciam o valor da aceleração imposta pela máquina do elevador quando encontramos T=m(a+g) fica evidenciado que A=a+g

2. O elevador com carga

Suponhamos agora um elevador que se movimenta com uma carga em seu interior. Vamos considerar ainda que essa carga esteja apoiada sobre uma balança graduada em Newtons (que vai, portanto, medir a força que a carga faz sobre ela). De nossa experiência pessoal, sabemos que quando o elevador acelera para cima sentimos uma sensação de que nosso peso aumenta e somos mais fortemente pressionados contra o chão. Ao contrário, quando o elevador acelera para baixo, sentimos uma sensação de perda de peso.

Atenção! Se o elevador subir ou descer em movimento uniforme (velocidade constante) essas sensações não serão sentidas e, de fato, se estivéssemos sobre uma balança, ela registraria nossa massa como se estivéssemos em repouso.

A força que a carga exerce sobre a nossa balança é a mesma que exerce sobre o piso do elevador e que chamamos força de contato. A força de contato é uma resultante entre a força que traciona os cabos do elevador e o peso gravitacional da carga. Devemos ter em mente nesses casos o Princípio da Ação e Reação. Vejamos:

2.1. Elevador subindo com carga

O peso é uma força sempre atuante e é exercido pela carga contra o piso. O elevador, por sua vez, transmite à carga uma força que a faz subir com a mesma aceleração. e então, por reação, a carga aplica no piso força de mesma intensidade, de modo que a resultante sobre o piso é a força de contato, igual a:
R=F+P

e para uma carga de massa m teremos

R=ma+mg ou R=m(a+g) que será a força de contato, ou o peso aparente da carga.

2.2. Elevador descendo com carga

Analogamente vamos encontrar qual será a força de contato, ou peso aparente neste caso. O elevador desce com uma aceleração a e a carga o acompanha com mesma aceleração. Desse modo atua na carga uma força resultante F=ma voltada para baixo. Essa força é aplicada contra o piso do elevador que reage do mesmo jeito. Adicionalmente também o peso da carga é aplicado contra o piso, sendo então a força de contato

R=P-F

e para uma carga de massa m

R=mg-ma ou, R=m(g-a), explicitando a aceleração que já havíamos predito lá no início.

Este artigo foi originalmente criado por Euclides numa página extra.

Link útil: https://pir2.forumeiros.com/t152193-elevador-puxado-pela-propria-pessoa
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