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Questão 44942

FUVEST 2006
Física

(FUVEST - 2006) Um elevador de carga, com massa M = 5 000 kg, é suspenso por um cabo na parte externa de um edifício em construção. Nas condições das questões abaixo, considere que o motor fornece a potência P = 150 kW.

a) Determine a força F1, em N, que o cabo exerce sobre o elevador, quando ele é puxado com velocidade constante.

b) Determine a força F2, em N, que o cabo exerce sobre o elevador, no instante em que ele está subindo com uma aceleração para cima de módulo a = 5 m/s2.

c) Levando em conta a potência P do motor, determine a velocidade V2, em m/s, com que o elevador estará subindo, nas condições do item (b) (a = 5 m/s2 ).

d) Determine a velocidade máxima VL, em m/s, com que o elevador pode subir quando puxado pelo motor.

Gabarito:

Resolução:

a) Quando o elevador se movimenta com velocidade constante, então a força resultante sobre ele é nula e a força aplicada pela cabo equilibra o peso do elevador: 

\ F_{1} = P = Mg \ \ F_{1} = 5.10^{3} . 10 = 5. 10 ^{4} N

b) 

Temos que para o instante considerado, temos: 

\ F_{2} - Mg = Ma \ \ F_{2} = M(a + g ) \ \ F_{2} = 5,0 . 10^{3} . 15 = 7,5 . 10^{4} N

c) No instante T, sendo a = 5 m/s2

\ F_{2} = 7,5 . 10^{4} N \ \ P = F_{2}V_{2} = 150 . 10^{3} = 75 . 10^{3} V_{2} \ \ V_ {2} = 2 m/s

d) 

Temos que potência é constante, então a velocidade máxima ocorre quando a respectiva força aplicada pelo cabo for mínima, então: 

\ F = P = 5,0. 10^{4} N \ \ P = F_{min} . V_{L} = constante \ \ 150. 10^{3} = 50 . 10^{3} V_{L} \ \ V_{L} = 3 m/s

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