Física nos elevadores - Uma outra abordagem

Este artigo foi criado e postado originalmente pelo Euclides numa página extra.

Um elevador contem uma carga

Considere uma pessoa dentro de um elevador, em pé sobre uma balança. Vamos focar nossa atenção nas forças que atuam sobre a pessoa e na força de contato entre ela e a balança, sabendo que será essa a força indicada pela balança.

Sobre a pessoa atuam:

- seu peso
- a força de contato com o piso (ou a balança)

Para o nosso estudo podemos ignorar o peso da balança e o contato dela com o piso pois só estamos interessados na força de contato dela com a pessoa.



Se o elevador estiver parado, ou em movimento uniforme (velocidade constante), ele será um referencial inercial e vale a primeira lei de Newton, ou Lei da Inércia e, nesse caso, a resultante sobre a pessoa deverá ser nula e teremos



A balança, por sua vez, registrará a força de contato com a pessoa, isto é, o peso correto, nos dois casos.

Vamos agora considerar situações em que o elevador esteja acelerado:

Elevador sobe acelerado

Agora há claramente uma resultante para cima. Sobre a pessoa ainda atuam as mesmas duas forças: peso e força de contato, portanto agora a força de contato é maior que o peso de modo que:


o registro da balança agora é maior que o peso da pessoa em repouso. Vejamos:

'''se um elevador sobre com aceleração de 2m/s² e a pessoa tem massa de 75kg, e a aceleração da gravidade vale 10m/s², então a balança estará registrando'''




Vale notar que isso equivale à pessoa estar em um local cuja aceleração da gravidade fosse a soma da aceleração resultante no elevador mais a aceleração normal da gravidade:



Suponha agora que tendo sido acelerado e adquirido uma velocidade para cima, o elevador comece a ser desacelerado com o objetivo de parar num determinado andar.

Elevador sobe em movimento retardado

A aceleração agora tem o sentido para baixo (oposto ao da velocidade). O mesmo ocorre com a resultante, de modo que:



A balança registra uma força menor que o peso da pessoa em repouso.



usando os mesmos valores numéricos do exemplo anterior


desta vez tudo se passa como se a pessoa estivesse em repouso em um local cuja aceleração da gravidade fosse a diferença entre '''g''' e '''a'''.



Elevador descendo Acelerado

Devemos levar em conta que todo elevador desce com aceleração menor do que '''g''', por razões óbvias. Isso implica que novamente o peso é maior que a força de contato e a resultante é para baixo


essa situação é exatamente análoga à anterior e a balança registra também agora uma força de contato menor do que o peso em repouso.

Elevador descendo em movimento retardado

A aceleração é para cima, assim como a resultante. Novamente vemos outra situação análoga a uma anterior, ou seja ao movimento de subida acelerada