Question

Uma locomotiva puxa 3 vagões de carga
com uma aceleração de 3m/s2. Cada vagão

tem massa de 15 toneladas. Qual a tensão na
barra de engate entre o primeiro e o segundo

vagão, em N? (Despreze o atrito com os
trilhos.)​

Answer 1

Resposta:

Trata-se de Leis de Newton. Vamos aplicar o reconhecimento das forças, reconhecimento do sentido de movimento e a segunda lei de Newton - Princípio Fundamental da Dinâmica $F_{R}=m.a$

Explicação:

Na figura colocamos a locomotiva e os três vagões.

Vemos que em cada corpo tem trações, peso e normal.

Não estamos estudando a locomotiva e sim os vagões.

Dados:

Massa de cada vagão = 15 ton = 15.000kg

Peso de cada vagão = 150.000 N

Normal é igual ao peso pois não temos movimento na direção vertical de cada corpo, somente na horizontal onde a aceleração é de 3 m/$s^{2}$

Montando a segunda lei de Newton para cada vagão e observando os sinais das forças de acordo com o sentido orientado, temos:

T - T' = m.a ..... primeiro vagão

T' - T'' = m.a ... segundo vagão

T'' = m.a ..... terceiro vagão somando as 3 equações em ambos os lados:

______________   os termos sublinhados se cancelam, sobrando somente

T = 3.m.a

T = 3 x 15000 x 3

T = 135.000N

Como o problema pede a tração entre o primeiro e o segundo vagão, ou seja T', devemos substituir esse resultado na primeira equação para achar o T'.

135.000 - T' = 15.000 x 3

135.000 - T' = 45.000

135.000 - 45.000 = T'

90.000N = T'

A tração (ou tensão) da barra de engate entre o primeiro e o segundo vagão (T') é de 90.000N