A equação para tensão em uma corda é o peso mais o produto da massa e da aceleração.
O que é tensão?
Todo objeto físico que está em contato com outro exerce forças. Dependendo dos objetos que estão fazendo contato, a força de contato tem um nome diferente. Para corda, assim como para cabo e corrente, a força é chamada de tensão. Qualquer objeto que a corda é usada para puxar, pendurar, balançar ou apoiar está sujeito à tensão. Como as cordas geralmente não são usadas para empurrar um objeto, a tensão a esse respeito é uma força de tração. Essa força de tração pode ser exercida sobre uma certa distância, que é igual ao comprimento da corda.
Se você prender uma corda a um objeto e puxá-lo, a corda começa a esticar e eventualmente fica esticada. Isso ocorre porque ele está sob tensão. Se você liberar a tensão na corda parando de puxá-la, ela ficará frouxa. Se a tensão se tornar muito grande de modo que a corda não possa esticar mais, ela acabará se quebrando. Em termos práticos, isso significa que você precisa verificar o limite de tensão da corda ao tentar levantar ou puxar um objeto com ela.
A fórmula para a tensão permanece a mesma, independentemente do corpo que está agindo na corda ou do corpo que está recebendo a ação. Para a equação de tensão em uma corda, o peso (W) é igual à massa do objeto (m) multiplicada pela aceleração da gravidade (g). Por causa disso, a equação também pode ser dada como T = mg + ma. Como a tensão é uma força, os resultados dados pela fórmula são expressos em newtons e indicados com o símbolo N.
Tensão em um único comprimento de corda
Para um único comprimento de corda, sua tensão é determinada pelas forças que atuam em cada extremidade dela. Qualquer mudança na massa do objeto ao qual a corda está presa ou no nível de aceleração muda instantaneamente a tensão na corda. Existem vários fatores que afetam a tensão.
A gravidade é uma fonte de aceleração constante, mesmo quando a corda está parada. Na fórmula anterior de T = mg + ma, "g" é a aceleração relacionada à gravidade do objeto ao qual a corda está presa, enquanto "a" se refere a qualquer outro tipo de aceleração relacionada a esse objeto. Quando um objeto está sendo suspenso por uma corda, o peso do objeto conta como um tipo de aceleração.
A aceleração rotacional é outra consideração. Quando um objeto está pendurado em uma corda e sendo girado em um movimento circular, ocorre a força centrípeta. Quanto mais rápido o objeto gira, maior a força centrípeta exercida pela corda para manter o objeto em movimento.
Além disso, o atrito deve ser levado em consideração. Quando uma corda é usada para puxar um objeto ao longo de outra superfície, como o solo, ocorre atrito entre a superfície e o objeto. Isso é transferido para a tensão da corda.
Tensão em vários comprimentos de corda
Uma corda usada em um sistema de polia é configurada de forma que dois comprimentos de corda sejam criados com apenas uma peça. Usado para levantar cargas paralelas, ambos os comprimentos têm a mesma quantidade de tensão. Quando cargas não paralelas estão sendo levantadas por meio de um sistema de polia, a tensão da corda é alterada conforme a força da gravidade no peso mudou, assim como a força de tração no segundo comprimento do pedaço de corda.
