As forças são grandezas vetoriais de grande importância para a física. É a partir delas que os primeiros estudos sobre mecânica e dinâmica se basearam. Afinal, a segunda lei de Newton mostra que as forças causam as acelerações dos corpos.
Neste post, vamos explicar o que é a força de tração e como calculá-la. Confira!
O que é a força de tração?
A força de tração, também chamada de tensão, é definida como sendo a força aplicada em um fio, um cabo ou uma corda. Com ela, podemos puxar algo que está longe, sustentar um peso durante uma descida íngreme ou, ainda, produzir sons.
Quais são as aplicações da força de tração?
As forças de tração estão presentes no cotidiano de muitas formas diferentes. Fios de alta tensão elétrica, varal de secar roupa, correntes de bicicleta, cordas de segurança usadas por bombeiros e instrumentos musicais como violão, harpa, piano e violino são alguns exemplos. A aplicação mais comum de se estudar em exercícios é em polias e cordas puxando bloquinhos.
Como calcular a tração?
A equação para encontrar a força de tração é a mesma da segunda lei de Newton. Porém, podemos ter três casos para o cálculo: sem atrito, com atrito e em um plano inclinado. Veja agora como resolver cada caso!
Força de tração sem atrito
Esse é o caso mais simples a ser estudado. No diagrama de forças, existem apenas aquelas na corda. Por isso, a equação fica idêntica à do princípio fundamental da dinâmica.
Onde “T” é a força de tração, “m” é a massa do corpo e “a” representa a aceleração do sistema. Não se esqueça que aceleração e tensão são grandezas vetoriais.
Força de tração com atrito
O atrito é uma força que se opõe ao movimento, seja ele de um líquido ou sólido. Por isso, no diagrama de forças, ele aparece com o sinal invertido ao movimento.
Existem dois tipos de atrito: o estático e o cinético. No primeiro, o corpo deve estar parado, já no segundo há o movimento. Lembre-se de que o cinético é sempre menor que o estático e que ambos os coeficientes são adimensionais, ou seja, não tem unidade de medida.
A equação a ser usada para sistemas com atrito é:
Onde Fr é a força resultante, T é a tração, μ é o coeficiente de atrito em questão e N a força normal. Se o bloco estiver parado ou sem aceleração, a força resultante tem que ser nula e se o plano não for inclinado, a normal é igual ao peso!
Força de tração em plano inclinado
Em um plano inclinado, apenas uma componente do peso está na mesma direção da tração. Por isso, uma análise cuidadosa do problema deve ser feita e a trigonometria é a chave para resolver esse tipo de questão.
A diferença entre esse caso e do movimento sem atrito, é que se decompõe os vetores de forma a saber qual força atua no mesmo plano que a tração exercida.
onde T é a tração, Pequivalente é a força peso que se opõe à puxada e ma é a Força resultante.
Como estudar força de tração para o Enem e vestibulares?
Existem técnicas poderosas na hora de estudar, como fazer resumos e mapas mentais dos conceitos da matéria. Contudo, não tem como fugir da resolução de exercícios na preparação para o Enem 2022. Veja, a seguir, como o assunto é cobrado em vestibulares.
(Unifenas-SP adaptada)Um bloco B de massa mB está apoiado sobre um plano horizontal e um bloco A de massa mA está a ele pendurado. O conjunto não se movimenta por causa do atrito entre o bloco B e o plano, cujo coeficiente de atrito estático é μB.
Não leve em conta a massa do fio, considerado inextensível, nem o atrito no eixo da roldana. Sendo g o módulo da aceleração da gravidade local, pode-se afirmar que o módulo da força de atrito estático entre o bloco B e o plano
a) é igual ao módulo do peso do bloco A.
b) não tem relação alguma com o módulo do peso do bloco A.
c) é igual ao produto mB*g *mB, mesmo que esse valor seja maior que o módulo do peso de A.
d) é igual ao produto mB*g *mB, desde que esse valor seja menor que o módulo do peso de A.
e) é igual ao módulo do peso do bloco B.
A resposta correta para essa questão é a letra a). Note que o sistema está em equilíbrio, ou seja, não há uma força resultante. Por isso, T-mBg=0. Logo, a força de atrito entre o bloco B e o chão deve ser igual ao módulo do peso do bloco A!
Agora é com você!
Agora que já sabe o significado da força de tração, lembre-se de incluir esse assunto no seu cronograma de estudos. Com isso, você vai arrasar na prova do Enem!
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