11) Uma corrente de cinco elos, de 0,10kg cada um, é levantada verticalmente com uma aceleração constante de 2,5m/s2, conforme mostra a Fig. 4....

(a) Para determinar as forças que atuam entre os elos adjacentes, podemos utilizar a segunda lei de Newton, que nos diz que a força resultante sobre um objeto é igual à sua massa multiplicada pela sua aceleração. Como a corrente está sendo levantada verticalmente com aceleração constante, podemos considerar que a força resultante sobre cada elo é igual à sua massa multiplicada pela aceleração da gravidade (g = 9,8 m/s²) mais a força que atua entre os elos adjacentes. Assim, temos: F1 - P1 - T12 = m1a F2 - P2 - T23 = m2a F3 - P3 - T34 = m3a F4 - P4 - T45 = m4a F5 - P5 = m5a Onde F1, F2, F3, F4 e F5 são as forças que atuam sobre cada elo, P1, P2, P3, P4 e P5 são os pesos de cada elo (P = m.g), T12, T23, T34 e T45 são as forças que atuam entre os elos adjacentes e a é a aceleração da corrente. Como os elos têm a mesma massa e a mesma aceleração, podemos simplificar as equações acima para: F - 2P - T = ma Onde F é a força que atua sobre o elo de cima, P é o peso de cada elo e T é a força que atua entre os elos adjacentes. Assim, temos: F - 2(0,10 kg x 9,8 m/s²) - T = 0,10 kg x 2,5 m/s² F - 1,96 N - T = 0,25 N F - T = 2,21 N (b) Para determinar o módulo da força F→ exercida no elo de cima pelo agente externo que ergue a corrente, basta somar as forças que atuam sobre o elo de cima: F→ - P5 = m5a Assim, temos: F→ - 0,10 kg x 9,8 m/s² = 0,10 kg x 2,5 m/s² F→ = 1,23 N (c) Para determinar o módulo da força resultante sobre cada elo, basta somar as forças que atuam sobre cada elo: F1 = 0,10 kg x 2,5 m/s² + 0,10 kg x 9,8 m/s² + T12 = 1,18 N + T12 F2 = 0,10 kg x 2,5 m/s² + 2 x 0,10 kg x 9,8 m/s² + T23 = 2,16 N + T23 F3 = 0,10 kg x 2,5 m/s² + 3 x 0,10 kg x 9,8 m/s² + T34 = 3,14 N + T34 F4 = 0,10 kg x 2,5 m/s² + 4 x 0,10 kg x 9,8 m/s² + T45 = 4,12 N + T45 F5 = 0,10 kg x 2,5 m/s² + 5 x 0,10 kg x 9,8 m/s² = 5,10 N Assim, temos: F1 = 1,18 N + T12 F2 = 2,16 N + T23 F3 = 3,14 N + T34 F4 = 4,12 N + T45 F5 = 5,10 N Note que as forças que atuam entre os elos adjacentes (T12, T23, T34 e T45) são iguais em módulo, mas têm sentidos opostos.