Diagramas de corpo livre – planos inclinados, elevadores e polias

O que mostra

Um diagrama de corpo livre mostra um único corpo com todas as forças que atuam sobre ele, desenhadas a partir do centro, como no modelo de partícula. Cada força vem de algo que toca ou puxa o corpo: a Terra (peso), uma superfície (normal e atrito), uma corda (tração) ou um fluido (empuxo). A soma das forças dá a resultante, e a segunda lei de Newton ΣF = ma dá a aceleração. Em um elevador acelerado, a balança indica N = m(g + a); no referencial do próprio elevador, uma força de inércia −ma equilibra as forças. O modelo usa g = 9,81 m/s², um único coeficiente μ e corda e polia leves.

Como usar

Escolha uma Situação. Arraste uma força da bandeja até o corpo e solte-a para onde ela aponta; arraste a ponta redonda para girá-la, ou de volta à bandeja para removê-la. Clique em Verificar e siga as dicas. Iniciar movimenta os corpos. No elevador, ajuste Aceleração do elevador a, clique em Registrar leitura da balança e compare as opções de Referencial. Mostrar a resposta desenha as forças em escala.

Parâmetros que você pode mudar

• Situação Bloco em um plano inclinado áspero, Bloco subindo um plano inclinado, Massa puxada para cima por uma corda, Bloco flutuando, Pessoa em uma balança no elevador, Dois blocos ligados por uma polia
• Massa m (bloco A na polia) 0,5–10 kg
• Massa do bloco B 0,1–10 kg
• Inclinação θ 5–60 °
• Coeficiente de atrito μ 0–1
• Tração na corda T 0–60 N
• Densidade do bloco ρ 100–950 kg/m³
• Massa da pessoa m 20–120 kg
• Aceleração do elevador a (+ para cima) -9,81–5 m/s²
• Referencial Solo, Elevador
• Ocultar a massa da pessoa
• Mostrar a resposta (forças em escala)

Perguntas para explorar

1. Por que o atrito aponta para baixo da rampa quando um bloco sobe deslizando por ela?
2. O que indica uma balança em um elevador cujo cabo se rompeu, e por quê?
3. Que força você precisa acrescentar ao diagrama ao descrever a pessoa de dentro de um elevador acelerado?