Um bloco de massa m está suspenso do teto através de uma corda, C. Uma corda similar, D, está presa à parte de baixo do bloco (veja a figura). Explique o seguinte: Se for dado um puxão repentino na corda D ela irá quebrar, mas se a corda D for puxada devagar a corda C é que irá quebrar.
Soluções para a tarefa
Resposta:
TLC = peso do bloco + F2 = Mg + F2
TLD = F2
Explicação:
Sendo:
a : aceleração do puxão
F1 : força do puxão
F2 : força puxando lentamente (aceleração nula)
g : aceleração da gravidade
... as tensões nas cordas são as seguintes:
=== Puxão Rápido ===
Tensão na corda C:
TPC = peso do bloco + puxão - inércia = Mg + F1 - Ma
Como F1 = Ma,
TPC = Mg + F1 - Ma = Mg + Ma - Ma= Mg
Tensão na corda D:
TPD = F1 = inércia do bloco = Ma
Devido ao explicado pela terceira lei de Newton (toda ação tem uma reação idêntica e oposta), a força exercida pelo puxão não é transmitida para a corda C, pois é anulada pela inércia do bloco.
Sabemos que o peso do bloco (P = Mg) não é suficiente para partir a corda. A corda se parte em D porque TPD > TPC. Ou seja:
TPD > TPC
Ma > Mg
a > g
Portanto, para a corda D partir, a aceleração do puxão TEM QUE SER MAIOR que a aceleração da gravidade:
a > 9,81m/s²
=== Aumentando a Força F2 Lentamente ===
Tensão na corda C:
TLC = peso do bloco + F2 = Mg + F2
Tensão na corda D:
TLD = F2
Como TLC é maior que TLD (pois Mg + F2 > F2), ao se aumentar a força F2 gradativamente a corda C parte antes, pois a tensão nela é acrescida do peso do bloco.