A Máquina de Atwood é uma ferramenta experimental valiosa pa...

Aplicamos as leis de Newton a um sistema constituído por duas massas, unidas por um fio inextensível e mediadas por uma roldana isenta de atrito.

Temos que M = 4 kg a massa maior e m = 1 kg a massa menor.

As forças gravitacionais (i.e. peso) atuantes são M × g para a maior e m × g para a menor, gerando uma resultante M × g - m × g.

Conforme a segunda lei de Newton, F = ma, obtemos:

(M - m) × g = (M + m) × a.

Substituindo:

(4 kg - 1 kg) × 10 m/s² = (4 kg + 1 kg) × a,

resulta em 3 × 10 = 5 × a, donde a = 6 m/s².

A tensão T no fio — a que equilibra a força gravitacional na massa menor — satisfaz:

T - P = m × a, pois, neste caso, a tensão é uma força oposta ao peso.

m × a equivale à força líquida, soma vetorial de todas as forças que atuam sobre o objeto, isto é, a causa da aceleração do objeto.

Assim:

T = m × g + m × a = 16 N.

Logo, a aceleração do sistema é de 6 m/s² e a tensão no fio, 16 N.