Um lustre está pendurado no teto de uma sala por meio de dois fios inextensíveis, de mesmo comprimento e de massas desprezíveis, como mostra a figura 1, onde o ângulo que cada fio faz com a vertical é 30o. As forças de tensão nos fios têm a mesma intensidade. Considerando cos 30° = 0,87, se a posição do lustre for modificada e os fios forem presos ao teto mais distantes um do outro, de forma que o ângulo que cada um faz com a vertical passe a ser o dobro do original, como mostra a figura 2, a tensão em cada fio será igual a (A) 0,50 do valor original. (B) 1,74 do valor original. (C) 0,86 do valor original. (D) 2,00 do valor original. (E) 3,46 do valor original.
Respostas
Caso inicial:
P = m.g
P = Tração total
P = 2To.cos 30º
Caso posterior:
P = m.g
P = Tração total
P = 2Tf.cos 60º
Agora igualando as duas equações temos:
2Tf.cos 60º = 2To.cos 30º
Tf = 2To.cos 30º/2.cos60º
Tf = 1,74 To
A tensão em cada fio será igual a 1,74 do valor original.
Letra B
Primeira Lei de Newton
A primeira Lei de Newton estabelece a condição de que a força resultante seja nula para que os corpos estejam em equilíbrio.
- Equilíbrio dinâmico = corpo se movem sem aceleração
- Equilíbrio estático = corpo parado
O lustre pendurado está em equilíbrio estático. Sendo assim, tendo como base a Primeira Lei de Newton, podemos afirmar que a força resultante será igual à zero.
Calculando a tensão no primeiro caso-
T₁. cos30° + T₁. cos30° = Peso do lustre
2T₁. 0,87 = P
T₁ = P/1,74
Calculando a tensão no segundo caso-
T₂. cos60° + T₂. cos60° = Peso do lustre
2T₂. 0,50 = P
T₂ = P/1
T₂ = P
Estabelecendo o valor da tensão em cada fio no segundo caso em relação ao primeiro-
T₁ = P/1,74
T₁ = T₂/1,74
T₂ = 1,74. T₁
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