ITA-Mecânica

Um balão contendo gás hélio é fixado, por meio de um fio leve, ao piso de um vagão completamente fechado. O fio permanece na vertical enquanto o vagão se movimenta com velocidade constante, como mostra a figura. Se o vagão é acelerado para frente, pode afirmar que , em relação a ele, o balão:

a)Se movimenta para trás e a tração no fio aumenta.

b)Se movimenta para trás e a tração no fio não muda.

c)Se movimenta para frente e a tração no fio aumenta.

d)Se movimenta para frente e a tração no fio não muda.

e)Permanece na posição vertical.

Spoiler:

OBS:

Para demonstrar que o balão vai para frente eu considerei que o balão recebe uma aceleração vetorial de módulo '-a' de sentido oposto ao do vetor 'a'.
Considerando a gravidade como um vetor com direção vertical e sentido para baixo, vem que o vetor resultante equivale a uma espécie de gravidade resultante.
Pela direção desse vetor gravidade resultante, vem que o balão vai para frente.

A minha dúvida é como provar que a tração no fio aumenta.

O movimento do balão para a frente acontece devido ao surgimento de um novo empuxo às vezes denominado empuxo de Newton. A tração no fio aumenta porque passa a ser a soma de dois empuxos.

Veja esta questão aqui do fórum que trata exatamente da mesma coisa:

https://pir2.forumeiros.com/t32255-hidrostatica

Vlw Euclides!

Eu iria postar o mesmo exercício no fórum, mas dei uma procurada e achei este aqui, mesmo vendo a resolução do outro exercício que o Euclides indicou, não ficou muito claro, o porque do balão ir para frente. Essa gravidade aparente quando aplicada a objetos que estão suspensos no teto por exemplo é fácil de visualizar, agora, dessa forma parece que estou errando alguma coisa, queria que alguém pudesse me esclarecer para que eu não venha a errar esse tipo de coisa em exercícios futuros. Obrigado

Com o vagão parado, o balão fica na vertical porque recebe um empuxo (do ar). O que costumeiramente não é ensinado é que o empuxo é uma força que surge em função de um gradiente de pressão. O empuxo existe porque existe uma pequena diferença de pressão em cada nível horizontal do ar.

Veja esta página:

https://pir2.forumeiros.com/h58-o-empuxo-de-newton

Que exercicio bem elaborado...

joao, o exercicio continha desenho?

" De outra maneira, a aceleração é o agente causador do gradiente de pressão que origina o empuxo. Isto explica-se pelo fato de que, a cada profundidade, a pressão é resultado do peso da coluna de água acima. Podemos dizer que o líquido vai sendo "compactado" pelo próprio peso. "

Então qualquer que seja a variação de aceleração, em qualquer eixo, é possível a ocorrência de empuxo? Se for isso, acho que perfeito.
Mesmo que houvesse uma aceleração na diagonal, e sua decomposição em cada eixo, adicionando-se a gravidade no eixo y caso não for desprezada, ela alteraria o empuxo pelo dito "gradiente de pressão" que gera em qualquer fluido?

gusttavon escreveu:" De outra maneira, a aceleração é o agente causador do gradiente de pressão que origina o empuxo. Isto explica-se pelo fato de que, a cada profundidade, a pressão é resultado do peso da coluna de água acima. Podemos dizer que o líquido vai sendo "compactado" pelo próprio peso. "

Então qualquer que seja a variação de aceleração, em qualquer eixo, é possível a ocorrência de empuxo? Se for isso, acho que perfeito.
Mesmo que houvesse uma aceleração na diagonal, e sua decomposição em cada eixo, adicionando-se a gravidade no eixo y caso não for desprezada, ela alteraria o empuxo pelo dito "gradiente de pressão" que gera em qualquer fluido?

é essa a compreensão do assunto.

Perfeito Mestre!! Obrigado mesmo! Me deu uma visão sobre empuxo da qual eu não tinha noção alguma! Boa tarde!

Professor Euclides, gostaria que o senhor imaginasse um balão de hélio que está dentro de uma nave espacial no infinito (ausência de gravidade). Normalmente o balão de hélio iria para o mesmo sentido que a aceleração da nave devido ao gradiente de pressão. Entretanto, um pouco antes de criar esse gradiente, não seria possível que o balão tenha sentido contrário à aceleração, já que o ar nesse exato momento estaria se deslocando também nesse mesmo sentido?