Resposta:
a) 600 N
b) 780 N
c) 300 N
Explicação:
Quando estamos em um equipamento que possui um aceleração na vertical ex: foguete, elevador, etc, teremos da força normal, pois haverá uma mudança na força de compressão sobre o solo
Lembrando que a força que a balança indicará será o valor da força normal da pessoa.
Vamos analisar cada caso:
a) Movimento do elevador com velocidade cosntante:
Nessa caso, como não há aceleração, o peso é igual a força normal, então a balança indicará o peso exato da pessoa: P = 60 . 10 => P = 600 N
b) O elevador está subindo com aceleração de 3m/s².
Como apenas o peso e a normal são as forças atuando na vertical da pessoa vale a expressão da força resultante:
FN - P = m.a
FN = P+m.a
FN= mg+ma
FN =m(g+a)
Aplicando:
FN = 60(10+3)
FN = 60 . 13
FN = 780 N
Isso significa que a pessoa está pressionando a balança para baixo com mais intensidade e a balança o empurra para cima com a mesma intensidade.
Esse fato explicar o porquê de nos sentirmos mais pesados quando dentro de um elevador quando ele está subindo: o chão nos pressiona com mais força, porque o pressionamos com mais força. Também serve para quando o elevador está descendo desacelerado.
Por isso é possível astronautas desmaiarem se não haver cálculos corretros no laçamento de foguetes, eles vão sentir uma força intensa sobre o solo.
c) Elevador descendo com aceleração de 5m/s²
A força que atua para baixo na pessoa é apenas o peso, então o peso menos a normal deve ser igual a resultante para baixo:
P - FN = m.a
-FN = - P +ma
FN = P - ma
FN = mg-ma
FN = m(g-a)
Aplicando:
FN = 60(10-5)
FN = 60 . 5
FN = 300 N
Nesse caso, a pessoa se sente mais leve. Isso porquê ela pressiona a balança com menos intensidade e essa aplica a mesma força.
Veja pela expressão que se a aceleração do elevador for igual a gravidade:
FN =60 (g-g)
FN = 60 . 0
FN = 0 N
Não haverá força normal, em outras palavras, a pessoa flutuaria dentro do elevador, porque não aplica força na superfície.
Isso explica os voos em gravidade zero: O avião é colocaado em queda livre, logo fica sujeito a aceleração da gravidade. Pessoas e objetos dentro desse avião também estarão caindo com a mesma aceleração, chegamos no mesmo caso: FN = m (g-g) => FN = 0N
Se a>g, a pessoa será presisonada sobre o teto do elevador
