Fraturas graves da perna geralmente precisam de uma força de alongamento para impedir que os músculos se contraiam, forçando os ossos quebrados. Essa tração é feita usando um arranjo composto por uma corda, um peso e polias, como mostrado na figura abaixo. A corda deve fazer o mesmo ângulo em ambos os lados da polia para que a força resultante na perna seja horizontal, mas o ângulo pode ser ajustado para controlar a quantidade de tração. O médico especificou 50 N de tração para este paciente com uma massa suspensa de 4,2 kg. Qual deve ser o ângulo adequado?
Soluções para a tarefa
→ Para achar o ângulo vamos precisar utilizar uma relação trigonométrica. Antes, temos duas forças principais envolvidas: a tração e a força peso do bloco
→ Nesse caso, força peso do bloco, adotando g = 10 m/s², será de 42N.
Só que lembre que são "dois pedaços" de corda, então, para forças na direção da resultante (decopondo a tração):
T.cosΘ + T.cos Θ = 50 (as trações são iguais)
cos Θ = 25/42
Θ = 53 graus aproximadamente
→ Veja mais sobre forças e dinâmica em:
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→ Espero ter ajudado! Bons estudos ^^ !
Considerando que é a tração da parte inferior da corda (a parte ligada à massa) e é a tração da parte superior dela, como a força resultante é horizontal, as componentes verticais devem se anular, logo:
Como a força peso da massa é convertida para a força de tração , temos que . Ficamos então com a seguinte relação para as forças horizontais:
Considerando que a gravidade é igual a 10 m/s², achamos que . Para um resultado mais preciso, considera-se a gravidade como 9,81 m/s², achando que .